航天技术通俗讲座 第五讲 形形色色的火箭与火箭形形色色的用途

什么叫航天飞机与空天飞机? 航天飞机的英文(Space Shuttle)直译是太空穿梭机。 航天飞机是一种特殊形式的多级火箭,它把航天器从地面带到太空轨道,再从那里施放或发射。 航天飞机既具有火箭的功能,又具有航天器的功能,它把运载火箭和航天器结合起来了。     

空间激光干涉引力波探测器轨道修正方法

针对空间激光干涉引力波探测器轨道修正问题，提出一种基于虚拟编队构型设计的航天器轨道修正方法。空间激光干涉引力波探测器由3颗航天器组成等边三角形构型。由于入轨误差和摄动的影响，探测器的构型不稳定。假设名义轨道上运行着一颗理想航天器，实际轨道上的真实航天器与之组成虚拟编队，探测器的3颗真实航天器分别与对应的理想航天器组成3个虚拟编队。考虑探测器构型稳定性要求和摄动的影响，对虚拟编队的构型进行设计，进而求解航天器平均轨道要素修正量。求解得到的航天器平均轨道要素修正量小于偏差量，轨道修正通过四脉冲控制实现。数值仿真结果表明，该方法通过部分轨道修正满足了探测器的构型稳定性要求，具有减少燃料消耗、延长任务寿命的潜力。      

X射线脉冲星自主导航的光子到达时间转换

根据广义相对论的后牛顿近似时空理论, 在忽略太阳系天体自转和扁率的情况下, 详细推导出X射线脉冲星自主导航中, 光子到达观测航天器和太阳系质心的时间差值, 它是对现行公式的修正．导出了质心坐标时与航天器固有时的变换关系, 根据这一关系, 建议在脉冲星导航的工程设计中可以仿照GPS, 将航天器携带时钟作频率调整, 从而有利于工程计算.      

破译空气密码的701秘密基地

"701"是一个神秘单位的名字。就像电视连续剧《暗算》里的701所是一个严格保密的研究所一样,航天701所也是一个密级很高的专业研究所,只不过它的研究内容不是破译密码,而是破译空气对于航天器的秘密作用。1956年12月,这个秘密基地在北京西南郊的西山脚下、牤牛河畔诞生,它标志着中国航天空气动力学研究的开端。     

航天器AIT中心微生物多样性分析

航天器AIT（总装、集成和测试）中心的洁净度控制是防止造成航天器正向污染的重要保障.利用高通量测序技术与传统培养法比较分析了中国某航天器AIT中心的空气微生物组成与多样性.基于高通量的测序分析结果显示:该AIT中心空气中优势细菌以芽孢杆菌属为主,相对丰度78.47%±1.59%;优势真菌为银耳目,相对丰度8.97%±0.93%;基于培养法获得的优势细菌为葡萄球菌属,且未获得真菌培养物.空气微生物的chao1指数、Simpson多样性指数以及Shannon多样性指数分析显示,该AIT中心空气中细菌的多样性水平均高于真菌.      

航天器在太空会不会被冻“感冒”?

<正>航天器在太空环境中运行会遇到高温和低温两种环境。因为太阳是一个巨大的热源,而在太空的真空环境中无法进行传导与对流散热,所以在太阳直接照射到航天器时,如果不加防护,其温度可达100℃以上;但当航天器进入地球或地外星球阴影区时,温度又会低于-100℃以下。显而易见,航天器内的各种仪器设备不可能在如此大的温差环境中正常工作。另外,所绕星球的太阳光反射和红外低温辐射也会影响航天器温度;航天器内的仪器设备工作时还要向外散发热量。为此,航天器要有热控制(或叫温度控制)分系统,把航天器内温度控制在仪器设备可以正常工作的温度范围内。     

太空遨游的妙计之二

飞翔的翅膀最为突出的发射器是X-33,它由位于加利福尼亚州帕姆代尔的洛克希德·马丁公司的臭鼬工程队研制,是NASA意图把发射成本削减到1/10的联合项目的一部分。X-33是一个大约有实验用航天器一半大小、用以测试一种直线喷管技术以及其他各种技术的发射器。在理论上,直线喷管能够通过一个可以自动适应不断变化气压的发动机,来推动一个完全可以重复使用并     

伴随轨道拟合技术

航天器的伴随轨道可以执行各种特殊任务。文中给出一种从伴随轨道确定两个航天器轨道要素的方法,这一方法也可推广应用于多个航天器的情况。     

空气动力学——打开天门的钥匙

空气动力学是流体力学的一个分支,属于力学范围,是研究航空航天器飞行时与空气相对运动产生的力、热和其他物理现象的科学.     

“阿波罗”载人登月工程

“阿波罗”载人登月工程是美国国家航空航天局在20世纪六七十年代组织实施的载人登月工程，或称“阿波罗计划”。“阿波罗”计划采用月球轨道交会法，用强大的“土星”5号运载火箭把50吨重的航天器送入月球轨道。航天器本身装有较小的火箭发动机，当它接近月球时，能使航天器减速进入绕月轨道。     

航天员在太空中怎么睡觉?

正太空中航天器和航天员都处于失重状态,没有任何上下左右的概念,因此也不存在床上床下的概念。睡觉时航天员需要被牢牢固定在睡袋里,否则半夜就不知道飘到哪里去了。同时,航天器里面的空气也处     

可见光/激光组合的相对位姿测量研究

针对可重构航天器模块超近距离对接场景下特征点消失问题，提出一种可见光/激光的高精度相对位姿测量方法。该方法先通过可见光/激光组合对初始相对横滚角误差进行校零，完成粗校准环节；然后通过激光二维双镜反射法进行精确的相对位姿解算，获得高精度相对位姿数据。仿真结果表明，在现有技术条件下，该方法在模块相对距离在100cm内可不依赖视觉特征点，实现±1.2mm和±0.03°的相对位姿测量精度，为模块航天器对接后续的超近距离高精度位姿控制奠定基础。     

空间交会对接技术的发展

两个航天器在太空进行交会对接是一项相当复杂的技术,这也是苏联/俄罗斯、美国和中国把它放在航天员太空出舱活动之后,再通过多次发射来攻克它的重要原因。苏联/俄罗斯的航天器从20世纪60年代就突破了空间交会对接技术,但在2010年还是出现了空间交会对接故障。所以,我国对突破空间交会对接技术很重视,将在2011年、2012年陆续发射神舟-8、9、10飞船分别与天宫-1目标飞行器进行交会对接试验,从而掌握这一技术。     

他山之石 可以攻玉——国外卫星在轨操作系统发展分析

卫星在轨操作任务主要包括在轨燃料加注、在轨模块更换、在轨发射、在轨空间碎片清除等。值得指出的是,在轨操作可以针对己方航天器进行,也可以针对敌方航天器进行。能够通过在轨加注延长航天器寿命,也可以利用交会对接和空间机械手技术将敌方航天器拖离目标轨道,具有巨大的商业和军用潜力。     

《空间数据系统》（第二版）

随着载人航天、深空探测、卫星导航通信、卫星遥感的快速发展,以及空间网络、天地一体化网络的建设推动了空间系统技术的发展和广泛应用,空间信息资源日益成为重要的战略资源。空间数据系统可以定义为对航天器获取的、产生的以及相关信息进行可靠、安全的处理、传输、存储、分发等各部分的集成。既不仅是“空间数据的系统”,因为它包含地面数据穿越空间网络;也不全是“空间的数据系统”,因为它还包含地面处理的系统。更全面地说,它是航天器内部各分系统（含有效载荷）之间、航天器之间、航天器与地面系统之间信息流动涉及的数据和软硬件系统。     

印度建成世界高水平的大型空间模拟舱

随着航天事业的发展,航天器的种类和数量的增多,尺寸的增大,复杂程度的提高,希望它们的设计和使用可靠性也随之提高。这在很大程度上取决于外围的环模试验设备,靠它们来验证航天器在空间环境中的性能,如热平衡试验可验证和评估航天器的热设计。最近,印度在美国的帮助下,在班加罗尔的ISRO卫星中心建立了一个大型空间模拟舱(LSSC),并已交付使用。迄今为止,像这样的大型环模设备在世界上只有6～8台。它能模拟空间的真空、热和太阳辐射条件,进行航天器的热真空和热平衡试验。有了它,印度可以自己做IRS、INSAT     

ZKS涂料型低α_s/ε_H比值无机温控涂层的研制

<正> 航天器在宇宙空间环境中运行时,它的表面温度与航天器表面材料对太阳光的吸收率(αs)和材料本身的红外辐射率(εH)有关。根据不同运行的轨道,我们可以选择适当的αs/εH比值的涂层来控制航天器表面温度,以保证航天器内部的仪器保持在正常的工作环境中。在有些温度控制设计中,当需要减少对太阳光的吸收,尽量多地向外辐射能量时,就需要低αs/εH比值的温控涂层来控制。ZKS型涂层就是一种低αs/εH比值的涂料型无机温控涂层。     

基于星联网的深空自主导航方案设计

为了降低地面测控系统的负担、提高深空探测器的导航效率,提出了基于星联网的航天器自主导航概念,对星联网的应用体系进行了设计。借助脉冲星、星间链路等手段实现星联网系统中基准航天器完全自主的高精度导航,用户航天器通过与基准航天器或其他用户航天器的交互通信与测量就可以实现自身状态估计。以地月转移任务为例,设计了星联网系统在地月空间的具体应用方案,分析了地月空间基准航天器的配置与自主导航方法,阐述了用户航天器的单层与多层导航策略。对基于脉冲星与星间链路观测的基准航天器自主导航进行了仿真,验证了观测基准航天器或者其他用户航天器时,地月转移段航天器自主导航的可行性。结果表明:基准航天器可以达到20 m的定位精度,用户航天器可以达到优于30 m的定位精度。基于星联网的航天器自主导航是可行的,发展星联网可以为我国构建天基自主基准导航系统提供有力支持。     

防水透气材料在航天器上的应用研究

防水透气材料在航天器上得到广泛的应用,介绍了一种新型防水透气材料的主要特点和功能。在试验的基础上,分析讨论了该防水透气材料在航天器上应用的主要特点和普遍性规律,介绍了该防水透气材料在我国航天器中应用成功的实例。阐明了该防水透气材料具有较大的透气量和较好的防水性能,可以满足航天器使用要求,进一步推广应用。     

美国"空间环境及其效应"计划

对航天器来说,围绕地球和太阳的空间环境是极为严酷的.它决不是完全真空,而是充满高能粒子流和来自太阳的电离辐射.地磁场把热等离子体(或太阳风)捕获并集中在一个区域内,在地球上层大气存在着热流动和热梯度,而在地球周围还存在天然的微流星和不断积累的由航天器产生的人为空间碎片.