深空探测真空/机电热类有效载荷浅析

通过对国外深空探测任务的综合分析和总结,特别针对深空探测活动中对空间尘埃、空间辐射、行星大气等方面的探测载荷展开了深入调研和分析,文章主要介绍了尘埃探测器、大气结构分析仪、辐射评估探测器和空间质谱计等几种真空、热、机、电类的有效载荷,主要从它们的功能、目标、原理、关键技术和应用情况5个方面进行了阐述。     

宇宙尘埃轨迹探测器信号提取方法及反演精度影响因素分析

利用基于多层金属丝栅网的尘埃轨迹探测器（DTS）可获得宇宙尘埃粒子的速度及电荷信息,对确定粒子起源、揭示带电尘埃粒子与行星际空间环境的相互作用具有重要意义。文章针对利用DTS探测信号提取尘埃粒子速度和电荷信息的方法进行研究,并仿真分析反演精度的影响因素。结果表明,尘埃粒子电荷量和速度大小的探测误差随尘埃粒子速度的增大而增大,随探测器电荷噪声比（QNR）的增大而减小,不受尘埃粒子入射角θy和尘埃带电量的影响;当QNR大于10时,对尘埃粒子的电荷量、速度和运动方向的反演精度分别优于1.5%、0.8%和0.6°。以上结果可为DTS设计及其后续空间应用提供参考。     

火星表面环境对太阳电池阵设计影响分析与对策

通过调研与分析NASA火星表面探测任务获取的火星表面光照、温度、尘埃等数据,从光强、光谱、直射光与散射光等方面分析了火星表面光照条件对三结砷化镓太阳电池伏安特性的影响,以及火星尘埃对太阳电池输出功率的影响。从降低光谱失配和减小尘埃影响的角度,提出了火星光谱匹配太阳电池和太阳电池阵尘埃防护设计思路,以提升三结砷化镓太阳电池在火星表面的发电能力和生存能力,可为我国火星表面探测任务太阳电池阵优化设计提供参考。     

红极一时的木星探测

2008年5月3日,美国和德国科学家共同研究发现,太阳系中不仅土星存在围绕自身旋转的由尘埃粒子组成的环,木星也存在相应旋转的环,其直径约64万千米。他们在研究报告中介绍了木卫十四（距木星第5远的卫星）的轨道外围出现的暗淡轻薄环状结构,以及背离可接受环状结构形成的观测数据。阐明了这种环状结构是由于阴影和太阳光在灰尘粒子上的交互作用产生的。     

多管火箭炮发射动力学仿真研究

介绍了某多管火箭炮系统在发射过程中动力学仿真研究的情况，包括详细的模型建立过程。应用ADAMS软件对火箭发射进行实时仿真，获取了该车载多管火箭炮系统发射时运动构件的运动特征和受载情况。     

火箭喷焰微波衰减特征的理论研究

目前火箭喷焰微波衰减的计算是基于等离子体理论,根据微波衰减常数的实验测量结果,必须将理论公式中的电子浓度估计到一个很高的值.然而,这一很高的电子浓度值与火箭喷焰的化学反应动力学理论结果不相符.为了解决这一矛盾,在尘埃等离子体理论基础上,导出了弱电离尘埃等离子体的微波衰减常数和相位常数计算公式.将固体火箭喷焰的有关参数重新代入计算,给出的微波衰减常数比等离子体理论给出的结果大1～3个量级.所得结果与微波衰减的实验观测相符.     

固体发动机绝热材料烧蚀研究进展

为了总结固体发动机绝热材料烧蚀方面的研究成果，梳理未来的发展方向，本文对国内外相关研究进展进行了综述。首先概述了绝热材料烧蚀的基本概念与研究意义，然后从烧蚀试验方法与装置、绝热材料烧蚀特性与机理、烧蚀模型等三个方面，对国内外有代表性和创新性的研究进行了介绍和评价。分析表明，目前烧蚀研究呈现从宏观走向细、微观的趋势，对烧蚀各子过程的研究更加深入细致，更加强调烧蚀过程中流动、传热传质和化学反应等多物理过程的耦合。未来随着高能推进剂的研发与应用、纳米材料的发展以及对精细化模型需求的不断增加，绝热材料烧蚀研究将面临一些新的挑战，也将迎来新的发展机遇。     

木星探测器轨道计算中的动力学

针对木星探测任务中轨道计算所面临的轨道动力学问题进行研究。首先，对木星探测轨道计算中涉及的时空参考系进行概述，比较了木星动力学时(TDJ)与质心动力学时(TDB)的差异；其次，对木星的定向参数模型及转换关系进行描述，给出了木星天球参考系与固联参考系的转换关系；再次，对木星探测器定轨计算中所需考虑的动力学模型进行讨论，提供了各类摄动加速度计算所需的公式；最后，对木星探测器JUNO的星历数据进行动力学拟合，检验了动力学模型的正确性。     

降落伞充气过程中尾流再附动力学分析

文章对降落伞充气过程中的尾流再附现象进行了动力学分析。建立的尾流再附动力学模型包括：伞系统运动方程、尾流运动方程、伞衣-尾流动量交换方程。利用模型计算了3种不同开伞情况下尾流与伞衣的运动，得到尾流再附发生的条件。计算所得到的结论与试验结果一致。     

美国“月球大气与尘埃环境探测器”

2013年9月613,NASA发射了“月球大气与尘埃环境探测器”（LADEE）,用以验证新一代月地激光通信技术和探测月球大气、尘埃环境等。     

空间实验室大面积太阳电池阵技术研究

介绍了空间实验室大面积太阳电池阵的方案构型，并进行了模态分析、热结构耦合分析和动力学仿真分析。生产出了全尺寸的集成演示样机，进行了展开试验、主展开机构的模态试验，以及半刚性太阳电池板和二自由度驱动机构的振动试验。计算和试验结果表明，技术方案是可行的。     

驻波电帘除尘效率的实验研究

月尘将对在月球表面进行巡视探测的设备产生严重不利影响。文章分析了利用驻波电帘对探测器的太阳电池板进行尘埃清除和防护,给出了电帘表面的电场分布,颗粒在电帘表面的受力状态和起跳、跃移过程,通过实验测量给出了电帘结构各参数对除尘效率的影响,制备了自清洁演示系统,对电帘的能耗进行了测定;表明驻波电帘是月表探测任务中尘埃防护的有效方法。     

Survival of Deinococcus radiodurans against laboratory-simulated solar wind charged particles

In this experimental study, cells of the radiation-resistant bacterium Deinococcus radiodurans were exposed to several different sources of radiation chosen to replicate the charged particles found in the solar wind. Naked cells or cells mixed with dust grains (basalt or sandstone) differing in elemental composition were exposed to electrons, protons, and ions to determine the probability of cell survival after irradiation. Doses necessary to reduce the viability of cell population to 10% (LD(10)) were determined under different experimental conditions. The results of this study indicate that low-energy particle radiation (2-4?keV), typically present in the slow component of the solar wind, had no effect on dehydrated cells, even if exposed at fluences only reached in more than 1000 years at Sun-Earth distance (1 AU). Higher-energy ions (200?keV) found in solar flares would inactivate 90% of exposed cells after several events in less than 1 year at 1 AU. When mixed with dust grains, LD(10) increases about 10-fold. These results show that, compared to the highly deleterious effects of UV radiation, solar wind charged particles are relatively benign, and organisms protected under grains from UV radiation would also be protected from the charged particles considered in this study.     

Identification of dust outbreaks on infrared MSG-SEVIRI data by using a Robust Satellite Technique (RST)

Dust storms are meteorological phenomena of great interest for scientific community because of their potential impact on climate changes, for the risk that may pose to human health and due to other issues as desertification processes and reduction of the agricultural production. Satellite remote sensing, thanks to global coverage, high frequency of observation and low cost data, may highly contribute in monitoring these phenomena, provided that proper detection methods are used.In this work, the known Robust Satellite Techniques (RST) multitemporal approach, used for studying and monitoring several natural/environmental hazards, is tested on some important dust events affecting Mediterranean region in May 2004 and Arabian Peninsula in February 2008. To perform this study, data provided by the Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager (SEVIRI) have been processed, comparing the generated dust maps to some independent satellite-based aerosol products. Outcomes of this work show that the RST technique can be profitably used for detecting dust outbreaks from space, providing information also about areas characterized by a different probability of dust presence. They encourage further improvements of this technique in view of its possible implementation in the framework of operational warning systems.     

滚控式变质心飞行器动力学特性分析与控制

为明确滚控式变质心飞行器的控制机理，为其工程实践提供相应的理论参考，建立包含滑块运动的滚控式变质心飞行器七自由度完整动力学模型，并分析讨论其运动特性以及动力学系统的特点。其次结合频域分析法对滑块运动与载体姿态运动之间的耦合影响以及动态响应过程进行分析研究，揭示了滚控式飞行器的控制机理。同时针对其通道间的耦合效应以及执行机构参数设置对控制能力的影响分析提出了对飞行器结构设计和控制系统设计的相关要求，为滚控式变质心飞行器的工程实践提供一些理论参考。     

空间站大面积柔性太阳电池阵的动力学问题

讨论了空间站大面积柔性太阳电池阵的动力学问题。针对该种太阳电池阵的结构特点，指出了动力学分析的复杂性。对国外所开展的几个有关动力学问题的工作作了简单的介绍。最后，利用解析法和有限元法分别对一个大面积柔性太阳电池阵的动态特性进行了分析和计算，并给出了初步的数值结果。     

地球同步卫星远地点变轨期间的三轴姿态稳定

本文提供了地球同步三轴稳定卫星在远地点变轨机动过程中的卫星动力学模型,其中考虑了刚体、液体晃动和帆板振动的耦合,这些模型经过实际工程验证,证明是正确的。本文还给出了控制器结构,它由PID和各种晃动滤波器及帆板挠性滤波器组成。工程设计证明,这种控制器结构可满足设计要求且简单可靠。本文还给出了系统稳定性分析结果及数字仿真结果。     

我国太阳能应用的可行性分析

本文针对我国推广使用绿色环保能源太阳能的可行性进行了探讨，文章首先介绍了太阳能的产生机制，分析了我国太阳能资源的能量总量和分布情况，讨论了直接利用太阳能的二种途径：光热转换和光电转换，并具体讨论了光热转换和光电转换所涉及的实际技术，具体包括：用于采集太阳能并进行光热转换的集热器、辅助热动力系统、太阳能供暖、太阳能制冷、太阳能热力发电、太阳光发电，介绍了国内外使用太阳能的现状和发展趋势，并对我国地域广大且太阳能资源丰富的西部地区的太阳能开发利用的可行性进行了分析。     

A novel single thruster control strategy for spacecraft attitude stabilization

Feasibility of achieving three axis attitude stabilization using a single thruster is explored in this paper. Torques are generated using a thruster orientation mechanism with which the thrust vector can be tilted on a two axis gimbal. A robust nonlinear control scheme is developed based on the nonlinear kinematic and dynamic equations of motion of a rigid body spacecraft in the presence of gravity gradient torque and external disturbances. The spacecraft, controlled using the proposed concept, constitutes an underactuated system (a system with fewer independent control inputs than degrees of freedom) with nonlinear dynamics. Moreover, using thruster gimbal angles as control inputs make the system non-affine (control terms appear nonlinearly in the state equation). This necessitates the control algorithms to be developed based on nonlinear control theory since linear control methods are not directly applicable. The stability conditions for the spacecraft attitude motion for robustness against uncertainties and disturbances are derived to establish the regions of asymptotic 3-axis attitude stabilization. Several numerical simulations are presented to demonstrate the efficacy of the proposed controller and validate the theoretical results. The control algorithm is shown to compensate for time-varying external disturbances including solar radiation pressure, aerodynamic forces, and magnetic disturbances; and uncertainties in the spacecraft inertia parameters. The numerical results also establish the robustness of the proposed control scheme to negate disturbances caused by orbit eccentricity.     

基于脉冲子结构的探测器结构动力学优化设计

针对传统结构优化设计中，精细化模型求解复杂结构动响应过于耗时的问题，引入保精度、高效的脉冲子结构方法，提出一种考虑结构动力学响应的优化设计流程，并对月球探测器太阳翼结构进行优化分析，获得了太阳翼结构设计参数，有效地提高了太阳翼动力学特性指标，改善了月球探测器关键位置处的动力学环境。结果表明，脉冲子结构方法可以有效应用于航天器结构动力学优化设计，提高优化设计效率，所得优化结果对实际结构设计具有一定指导意义。