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本发明公开了一种卫星顶板精细化热设计装置,包括卫星顶板、多层结构、隔热垫片、螺钉；多层结构包括星内多层隔热组件和星外多层隔热组件,星内多层隔热组件包覆在卫星顶板下侧,且朝向星内侧设置,星外多层隔热组件包覆在卫星顶板上侧,且朝向星外侧设置；卫星顶板上通过螺钉连接有载荷,隔热垫片位于载荷和卫星顶板之间。本发明能够极大程度上减小空间环境和内部外热流对顶板的影响,减小顶板的温度梯度和波动,满足顶板在转移段和在轨期间的不同温度需求；顶板与载荷隔热设计能够有效减少载荷向顶板的漏热,减小顶板的温度梯度和波动；热设计方法合理可行,材料来源充分,可靠性高,工艺操作简单,易于实现,成本较低。