模拟载人探月中航天员空间辐射风险评估

空间辐射是长期载人航天飞行任务中影响航天员健康的重要风险因素。为了探求载人探月过程中对空间辐射的合理防护方式,文章借助空间辐射场模型对"嫦娥三号"飞行任务在不同质量厚度材料屏蔽下的舱内空间辐射环境进行了仿真计算,并确定了航天员各器官接受的空间辐射剂量、剂量当量以及有效剂量等辐射防护量以进行辐射风险评估。结果表明,随着屏蔽厚度的增加,航天员的各组织或器官的吸收剂量和剂量当量以及有效剂量均明显降低;采用质量屏蔽的方法对低于100 Me V的质子具有很好的防护效果,但对高能质子或重离子的防护效果不明显。计算和分析显示,载人探月过程中,只要采取适当的防护措施,航天员的空间辐射风险是可控的。     

2008年国外航天员系统发展综述

自以美国为代表的世界航天大国宣布各自的载人登月和火星计划以来,各国一方面加紧研制新一代载人航天器和运载器,另一方面也开始制定并实施新一批航天员的选拔及健康保健计划,与此同时,美俄日也在加紧研制和试验新一代登月航天服,以实现更加轻便、更加安全、更加有效的舱外活动。为了解决未来长期裁人航天的乘员健康和高效工作问题,NASA提出了“人体研究项目”,通过国际空间站医学项目、空间辐射、乘员健康对抗措施、探索医学能力、空间人的因素和适居性、行为健康与工作绩效等六个方面来研究如何减少乘员健康和绩效的风险,并以此建立乘员航天飞行健康标准的证据基础．本文将主要从航天员选训、舱外航天服以及NASA人体研究项目三个方面综述近几年来国外航天员系统的研究进展情况。     

双语

astronaut／cosmonaut／taikonaut航天员执行和能够执行太空飞行任务的人员,美国人称为astronaut,而俄罗斯人称为cosmonaut,中国人称为taikonaut。根据具体分工,可分为指令长、航天驾驶员、任务专家、有效载荷专家等。commander指令长载人航天器上乘员组的总指挥。pilot astronaut(PA)驾驶员航天员负责操纵、控制载人航天器的职业航天员。     

火星载人探测中辐射防护综述

火星探测是人类太空探索的重要组成部分,火星载人探测中航天员的辐射安全问题是人们最为关心的问题。文章扼要介绍了美国/俄罗斯火星载人探测技术的发展过程,重点阐述了探测中的辐射环境、辐射效应以及国外探测结果;在此基础上,对火星探测中的辐射剂量进行了预示,提出了辐射防护建议。     

载人航天器舱内的工程美学设计

载人航天器舱内的工程美学设计刘述云，王明惠一、工程美学概念的提出载人航天，尤其是长期载人航天，需要在狭小的载人航天器座舱内妥善解决航天员的生活和工作等一系列的问题。航天过程中，这些问题又具有十分复杂的相互制约性。一方面，对作为复杂生物大系统的航天员，...     

载人航天中异常减压的危害性及安全防护对策

载人航天中异常减压的危害性及安全防护对策航天医学工程研究所孙金镖，陈金盾，史和平一、概述异常减压（或称压力应急）是指载人航天器乘员舱或压力服内的压力发生异常下降，并以航天员无法耐受的速率下降，不能维持航天员生存所必须的环境压力条件，从而对航天员的生命...     

载人航天器密封舱噪声控制与试验

载人航天器密封舱为航天员工作和生活的场所,需对航天员工作区和睡眠区进行噪声控制。文章以某中期驻留载人航天器为例,对其密封舱内的主要噪声源进行识别,并从吸声、隔声、消声、减振4个方面针对主要噪声源进行噪声控制。根据航天器实际噪声源和控制措施,构建了噪声计算模型,通过仿真分析获取了舱体内声压级水平分布,并对舱内噪声分布进行实际测试。仿真结果和测试结果表明噪声控制方案满足指标要求,噪声源识别准确,控制措施有效。     

“海鹰-M”航天服的辐射防护性能

为了评价航天服的辐射防护性能,对国际空间站轨道上进行舱外活动的一系列人体重要器官的衰减剂量进行计算。所得结果可以用来对在近地轨道穿着“海鹰-M”航天服工作的航天员进行较准确的辐射风险评估。“海鹰-M”航天服辐射穿透数据研究的计算方法可以用于确定即将进行舱外活动航天员的重要器官辐射剂量.     

虚拟人体建模技术及其在载人航天中的应用(下)

三、应用领域显而易见,虚拟人体在载人航天中的应用主要是用于载人航天器系统的人-机界面方案设计的评价或者航天员在失重环境下完成任务时的动作编排、设计与训练,具体有:(1)航天器人-机界面的设计。如前所述,航天员是整个载人飞行器系统的核心,是控制者与决策者。系统的设计与环境因素的确定必须满足航天员的生活与工作要求。通过嵌入虚拟人体,可以完成空间布局与航天员的匹配性、视域航天员的视域分析以及对控制器设计的工效学仿真评价。例如,在进行空间布局与航天员的匹配性仿真评价时,由于必须充分考虑人的使用特点及任务需要,就可以设…     

载人航天器舱内辐射环境及剂量分析

构建载人航天器模型,利用Geant4软件计算了银河宇宙射线中的质子穿过载人航天器后在水模体中的总吸收剂量以及次级粒子吸收剂量,并且统计了不同种类的次级粒子在水模体中的总数量分布。计算结果表明,次级粒子引起的辐射剂量所占比例为50%,且二次电子总数量达到了10~7量级。     

载人航天器密封舱内流动换热数值模拟研究

航天器密封舱主要以通风换热的方式排出舱内人员及设备的散热,从而控制舱内的温度水平。计算机数值模拟是研究舱内通风换热问题的有效方法。文章利用数值模拟软件I-DEAS,针对设定载人航天器,对其在轨状态下密封舱内复杂的流动换热进行稳态数值模拟,研究系统能量的流动和分配,评价通风设计方案的合理性。     

一种基于非线性回归的载人航天器密封舱内在轨噪声分析方法

文章提出一种载人航天器密封舱内噪声非线性回归通用分析方法,可基于地面噪声试验测得的数量较多的数据样本和在轨噪声测试获取的少量数据样本,建立密封舱内位置–在轨噪声的数学模型。经验证该模型能够较为准确地拟合密封舱内在轨噪声水平,从而为开展载人航天器的降噪设计、优化噪声仿真模型和验证降噪措施效果提供数据支持。     

重力对载人航天器密封舱内空气对流换热影响的数值分析

地面重力环境中进行航天器密封舱内空气通风换热试验时,由于自然对流的存在导致换热量和温度分布与空间微重力环境中的情况存在偏差。文章针对航天器密封舱,建立了舱内空气对流换热的数值模型,利用数值模拟软件对有无重力时典型工况下的对流换热进行了数值模拟及模拟结果的对比分析。分析表明重力对壁面换热量的影响较大,而对空气温度及分布的影响较小;且重力的影响随空气与壁面温差的增大而增大,随通风流量的增大而减小,舱间通风也会减小重力的影响。因此在重力环境中进行试验时需要对壁面换热量进行修正。     

载人航天器密封系统漏率设计方法

载人航天器密封舱为航天员提供在轨生活、工作的环境,对密封舱及其环控生保系统、热控制系统、推进控制系统等中各管路的密封性能有严格要求。文章提出了一种漏率设计方法,建立了相应的漏率检测系统,并依据该方法制定了密封舱体和各管路的漏率设计和指标分配的流程。本流程可用作载人航天器舱体密封系统、管路密封系统的漏率设计,对保证载人航天器在轨安全可靠运行有重要参考价值。     

载人航天器密封舱流动和传热数值模型及其地面验证

为求解载人航天器密封舱内复杂的空气对流、导热和辐射三者耦合的传热问题,本文建立了载人航天器密封舱的流动与传热数值模型,对地面试验状态下密封舱内的空气流动与传热进行了仿真分析,并利用试验结果对数值模型进行了验证.结果表明,建立的数值模型可靠且具有较高精度,仿真结果与地面试验数据吻合性较好,可进一步用于热控系统性能评估、在轨支持和故障处理.     

载人航天器密封舱内除湿研究

为保证航天员在轨生活健康,避免密封舱内结露,对载人航天器密封舱内空气除湿进行了理论研究:针对载人航天器地面封舱前干空气置换,建立了相对湿度估算模型;对航天器在轨采用冷凝干燥装置主动除湿进行了研究,建立了密封舱内空气湿度平衡方程,推导出冷凝干燥风机风量估算模型。相对湿度估算模型及风机风量估算模型可为实际工程设计提供参考。     

航天器密封舱流动和传热的数值研究

在有强迫流动的航天器密封舱内，与固壁存在热交换的三维气体流动使得舱内传热相当复杂。本文用数值分析模拟航天器在轨状态下的流动和传热。结果表明，辐射和流动在密封舱热分析中都不可忽略。对多种风速的计算结果表明，平均对流换热系数与风扇布局基本无关而仅与平均风速有关，最后由计算结果得出了平均对流换热系数和平均风速的经验关系式。     

载人航天器舱内辐射剂量监测技术综述

文章介绍了美国、苏联/俄罗斯载人航天器舱内辐射剂量监测技术及部分监测结果,分析了我国“神舟3号”和“神舟4号”飞船返回舱内的辐射剂量探测技术及结果,并在此基础上就我国载人航天器的辐射剂量探测方法提出若干建议。