针对分布式液氮供应系统相关技术仍不成熟的问题，提出采用大冷量斯特林制冷机的低温精馏制氮系统. 根据不同的系统运行条件，基于Aspen HYSYS搭建3种精馏制氮流程；对每个流程在不同的空气入口温度、压缩空气初步预冷温度、制冷机输入冷量条件下进行数值模拟分析. 对液氮产率、氮提取率、单位产量能耗等进行优化计算，结果表明，采用低压进气，应用冷冻干燥法纯化原料气，之后进行常压精馏是最优流程；在入口温度为10 ℃，初步预冷温度为25 ℃，输入冷量为1 kW的运行工况下，系统液氮产率可达10.38 L/h，氮提取率高达62.19%，比功耗为1.105 kW·h/L. 相对于其他小型液氮生产系统，新系统具有产率大、氮提取率高、比功耗低等显著优点.

低温环路热管（CLHP）的气库容积通常为其余部件总容积的30~100倍，重量占比最大. 为了实现CLHP的轻量化设计，提高卫星载荷资源的利用率，开展气库容积对CLHP启动与稳态工作特性影响的机理研究. 建立CLHP的启动模型和稳态失效模型，开展气库容积对冷凝温度、次蒸发温度和传热热阻等关键参数影响的理论与实验验证研究. 结果表明：通过提高次蒸发温度设计值，CLHP实验样机可在气库容积仅为其余部件总容积的11倍的情况下顺利启动；当主热负荷较高时，不同气库容积对CLHP传热热阻影响较小；当主储液器容积一定时，可通过减小气库容积增强主储液器的调节能力，使CLHP稳定运行的热负荷范围增加.