载人航天连续报道21世纪载人航天活动展望(1)

载人航天是人类在20世纪具有历史意义的重大成就之一。但是这一时期的载人航天活动基本上还处于初级阶段,因为除了美国进行了几次“阿波罗”载人登月飞行以外,其他载人航天活动主要是在近地空间。21世纪人类将深入到太阳系,对太阳系的其它行星和天体进行探测、开发和利用,使空间造福于人类。载人航天活动也将从初级阶段进入成熟阶段。21世纪的载人航天活动将会多种多样、丰富多彩,但其中5项内容最有意义,这就是用无人探测器对太阳系的其它行星和天体进行先驱探测,为以后的载人探测奠定基础;完成国际空间站的在轨组装,然后正式使用;对月球、…     

火卫二地形地貌探测综述

火卫二（Deimos）是火星自然卫星之一，研究人员利用火星探测器对其地形地貌开展了大量研究。首先对火卫二的基本参数及起源假说进行了介绍，进而全面梳理了与火卫二相关的航天探测活动，重点对地形地貌探测活动进行了详细介绍，并对围绕火卫二地形地貌的研究成果进行了归纳分析，结果表明火卫二表面分布有撞击坑、风化层、明亮的反射物质及块状物，并存在物质移动。最后针对火卫二探测不全面的情况，给出了中国关于火卫二探测的建议。     

太空新航线

<正>美国美国国家航天委员会召开首次会议10月5日,作为国家航天委员会主席,美国副总统彭斯主持了美国国家航天委员会的首次会议。该委员会在克林顿执政时被解散,今年6月份重新设立。彭斯指示委员会开展载人空间探测、商业航天和国家安全航天三个方面的工作。委员会接受了彭斯的建议,把美国将在送人重返月球开展长期探测方面发挥领导作用、之后再对火星和其他目的地进行载人探测写进呈报给总统的决策备忘录。彭斯指示美国宇航局制订载人探月规划,将其作为迈向后续载人火     

航天器控制的现状与未来

航天器控制技术是决定航天器发展水平的关键技术之一.针对不同航天活动对航天器控制的特殊要求,分析了高性能卫星、载人航天器、月球探测器和深空探测器等航天器控制的现状.杨嘉墀院士指出航天器控制必将走向智能自主控制之路.进一步提出,航天器智能自主控制应秉承"理论方法、系统结构、器部件要同步研究"的思想和方法.从目前应用情况看,北京控制工程研究所提出的基于特征模型的智能自适应控制方法是大有前途的方法.     

萤火一号火星探测计划的科学目标

与其他行星相比火星是与地球最为相似, 也是最有可能在其上发现地球以外生命现象的一颗行星, 因此特别受到人类的关注. 近年来, 有国家已经发射了火星探测器, 并启动了载人火星探测研究计划. 中国是世界上第五个具备自主发射人造卫星的国家, 也是世界上第三个具备自主开展载人航天活动的国家. 但是中国在深空探测领域才刚刚起步. 2007年中俄两国签署了联合探测火星计划, 俄罗斯负责将中国研制的一颗微小卫星------萤火一号发送至火星轨道. 萤火一号将开展自主探测, 并与俄罗斯的火卫一探测器开展联合探测. 本文综述了萤火一号任务提出的科学背景及科学目标, 简要介绍了为实现科学目标配置的有效载荷, 以及入轨后的主要探测任务, 并对其科学探测结果进行了初步的展望.      

探月足式飞跃机器人设计与控制

外星探测器依赖于探测装备完成探测任务，国际上常采用着陆器和巡视器设计外星探测器。外星探测器重量直接影响着探测成本，如果能把着陆器和巡视器融为一体，设计出可在月面反复着陆和行走的飞跃器，则能显著降低外星探测器的重量，大幅减少外星探测的成本。由于人类还没有实现利用腿式机器人探测月球，腿式月球探测飞跃器的开发可体现我国航天领域自主创新能力。依托北京空间飞行器总体设计部（航天五院总体部）与上海交通大学的合作项目“反复着陆器设计”，开展了月面低空飞跃着陆行走四足和六足飞跃探测器初探。飞跃探测器方案采用并联式主动腿式机构，具有在多种复杂地形上主动缓冲着陆和行走的适应能力；设计并采用了一种新型高功率密度力控驱动单元；进行了飞跃探测器的结构优化设计，实现了轻量化；针对着陆和行走过程中的控制问题，提出了主被动复合缓冲设计思路和控制方法，实现了飞跃器着陆过程的缓冲和身体稳定性，具备多次缓冲、自主移动、可收拢展开、着陆姿态调整、复杂地形适应等多种功能。     

测控应用：运筹帷幄 决胜千里

正航天器一般包括导弹、运载火箭、人造地球卫星、载人飞船、深空探测器等类型。测控系统对各类航天器进行跟踪、测量和控制,是导弹试验、火箭发射、卫星运行和载人航天等不可缺少的组成部分。不同航天器根据飞行距离和运行轨道的不同,对航天测控要求也不同。航天测控系统总体可分为两类,一是专为导弹试验和运载火箭发射提供服务,又称"靶场测控系统";二是为卫星、     

打造中国新一代运载火箭--访火箭专家龙乐豪院士

人类的生存环境，在迈过了陆地、海洋、天空之后，已进入了第四环境，即外层空间。随着航天科技的发展，发射卫星、载人航天、深空探测这人类登天三部曲已清晰地展露在世人面前。然而．仔细审视这三部曲．哪一步都离不开一个基础——进入空间的航天运载器。航天运载器在本质上属于广义的交通运输工具，就像在天路上迅驰的汽车．它的     

中国火星探测"借船出海"

继载人航天、嫦娥工程之后,在不久的将来,首个中国研制的火星探测器将在更遥远的火星上空出现,中国将展开自己的火星探测活动.     

德国物理学家指责载人航天计划

德国物理学会最近提出了1份报告,严厉批评了德国继续大规模执行载人航天计划,呼吁采用不载人卫星和探测器开发太空。人民能经受得起吗? 报告认为,载人航天是过去30年美苏两国政治和军事对峙造成的,今天的形势已大不一样了。美国航天飞机明显不能满足实现空间旅行的希望,它增加了空间研究活动的费用、复杂性和时间限制性。报告称,载人探测火星意义不大,它只是一项高昂的冒险行动。     

卫星搭载导线着火前期特性实验研究

导线绝缘层的过热及由此发生的着火和燃烧是载人航天飞行器中引起火灾的主要原因.研究微重力下导线绝缘层的可燃性对于预防飞船中火灾的发生有重要意义.本文描述了SJ-8卫星搭载实验项目导线着火前期特性硬件研制以及实验情况.实验中获得了导线着火前期的温度和辐射特性.在搭载实验中,研究了导线过载电流和导线捆绑方式对导线绝缘层着火前期特性的影响.同时将微重力下的实验结果与地面功能模拟的实验结果进行了对比.实验结果表明,微重力环境下自然对流基本消失,导线和电子电气元件的散热情况恶化,在过载的情况下,就可能过热,从而导致失火.搭载实验中导线先期着火征兆的获得,将为开发我国微重力下的着火监测和早期报警装置提供新的技术途径,为我国载人航天飞行器内安全防火的工程技术工作提供科学依据和基础数据资料.      

Development of in-situ Space Debris Detector

Due to high relative velocities, collisions of spacecraft in orbit with Space Debris (SD) or Micrometeoroids (MM) can lead to payload degradation, anomalies as well as failures in spacecraft operation, or even loss of mission. Flux models and impact risk assessment tools, such as MASTER (Meteoroid and Space Debris Terrestrial Environment Reference) or ORDEM (Orbital Debris Engineering Model), and ESABASE2 or BUMPER II are used to analyse mission risk associated with these hazards. Validation of flux models is based on measured data. Currently, as most of the SD and MM objects are too small (millimeter down to micron sized) for ground-based observations (e.g. radar, optical), the only available data for model validation is based upon retrieved hardware investigations e.g. Long Duration Exposure Facility (LDEF), Hubble Space Telescope (HST), European Retrievable Carrier (EURECA). Since existing data sets are insufficient, further in-situ experimental investigation of the SD and MM populations are required. This paper provides an overview and assessment of existing and planned SD and MM impact detectors. The detection area of the described detectors is too small to adequately provide the missing data sets. Therefore an innovative detection concept is proposed that utilises existing spacecraft components for detection purposes. In general, solar panels of a spacecraft provide a large area that can be utilised for in-situ impact detection. By using this method on several spacecraft in different orbits the detection area can be increased significantly and allow the detection of SD and MM objects with diameters as low as 100 μm. The design of the detector is based on damage equations from HST and EURECA solar panels. An extensive investigation of those panels was performed by ESA and is summarized within this paper. Furthermore, an estimate of the expected sensitivity of the patented detector concept as well as examples for its implementation into large and small spacecraft are presented.     

Determination of confidence contours for gamma ray burst source locations

The method for determining gamma-ray burst source regions which has produced the best results until now is long-baseline wavefront triangulation. The direction of the source of the gamma rays is derived from the delay in the arrival time of the burst at widely spaced detectors on at least three spacecraft. An exact method to compute confidence contours for the source error boxes is given in the present paper.     

控制航天器充电水平的计算机模拟研究

运用等效电路模式理论推导出随时间变化充电问题的微分方程组及其相应的计算机模拟程序，并针对强亚暴的情况分析了航天器充电水平，模拟并讨论了采用电子枪向外发射电子束作为控制航天器充电水平手段的作用效果。     

空间交会对接中Hill方程的计算误差特性研究

比较详细地分析了航天器在空间所受的各种摄动力,建立了航天器空间轨道的精确计算模型,进而建立了空间交会接中两航天器相对运动的精确计算模型,并以此作为精度基准,对Ｈｉｌｌ方程的计算结果进行了误差分析。     

基于开放式结构的航天器控制系统测试技术研究

介绍了国外先进的基于开放式结构的测试技术,总结分析了中国航天器控制系统测试技术的现状和存在的问题.提出了一个基于开放式结构的航天器控制系统的测试系统实施方案,阐述了该系统所采用的各项关键技术,并提出了后续工作的设想.     

深空探测器大口径天线指向在轨标定方案

基于深空探测器配备的大口径天线的指向精度要求,给出了一种深空探测器大口径天线在轨指向的标定方案,以解决深空探测器安装的大口径天线的在轨指向评价问题。通过对飞行器特点和约束条件的分析,结合"嫦娥4号"中继星天线的具体情况,采用星地协同工作的方法,给出了天线指向在轨标定的方案,并明确了标定的实施流程,最后对标定过程中的误差情况进行了分析。本方案可推广应用于其他深空探测器大口径天线指向标定方案的设计。     

原子氧对航天器表面材料作用的数值模拟

对氏地球轨道环境对航天器表面材料的影响和航天器表面材料的低地球轨道环境寿命评定方法进行了介绍;并对低地球轨道环境和地面试验环境下,有无保护涂层的业胺所受冲蚀作用进行了成功的数值模拟,获得了具有工程应用价值的数值计算结果。该工作对航天器的设计具有指导意义。     

关于航天器铰接结构非线性动力学研究的几点建议

航天器铰接结构非线性动力特性直接影响到航天器动力学模型的建立、航天器姿态控制方案的制定和有效载荷指向稳定度的保持。文章简单介绍了铰链非线性建模、铰接结构非线性振动以及非线性模态分析、降阶等方面的最新研究成果，并针对铰接结构非线性动力学研究领域有待解决的问题提出了一些建议。     

航天器控制系统高可信度地面测试技术

随着航天器复杂程度和指标要求的不断提高,高可信系统级地面测试越来越凸显其重要性.以工程应用为出发点,对航天器控制系统高可信地面测试涉及的相关理论和技术进行探讨.提出了测试可信度的定义,并以航天控制工程为背景分析了测试可信度的影响因素.在此基础上,系统介绍了柔性化原型测试、航天器控制系统指标专项测试、高可信动力学建模、高可信信号源技术等方面的初步研究成果.