载人登陆火星任务核热推进系统方案研究

针对载人登陆火星任务需求,基于核热推进大比冲、高能量转换效率和低风险的优点,设计了8次地面发射、5次近地轨道对接、人货分离任务构架,并提出了总推力为450 kN的核热推进总体方案;最后依据我国航天技术水平,对核热发动机及增压输送子系统系统组成和参数分配进行了详细设计,载人登火任务核热推进系统方案没有超过我国现有航天技术水平。     

美国载人登火星方案综述

综述美国载人登火星方案的主要体系结构,对各方案的轨道设计、推进方式、交会方式等问题进行了总结,详细介绍了有代表性的典型方案,对我国未来的载人登火星任务概念设计提供了有益参考。     

核热火箭发动机循环方案对比分析

针对未来载人火星探测、大型星际货物运输等的空间动力问题,开展核热推进技术系统循环方案展开对比分析。根据文献调研结果,确定了热抽气循环、冷抽气循环和膨胀循环等3种核热火箭发动机系统循环备选方案,根据自编核热火箭发动机参数平衡计算软件,针对10 t推力的核热火箭发动机应用背景,对上述3种方案进行系统参数平衡计算,得到各方案详细的热平衡工作参数;根据计算结果对3种方案进行对比分析,在相同初始设计条件下,膨胀循环方案推力和比冲均最高,性能最优越,可以作为今后核热火箭发动机系统的首选方案。     

载人火星探测进展及其EDL过程GNC关键技术

随着火星探测技术的不断发展和探测任务的不断推进，载人火星探测在未来将会成为火星探测的重要手段。首先，回顾了无人火星探测任务的发展历程，对比分析了部分无人火星探测器进入、下降与着陆（EDL）过程的参数。然后，结合无人火星探测、载人月球探测和载人航天再入过程，梳理了载人火星探测的特点及需求，系统地总结了前苏联/俄罗斯和美国的载人火星探测研究进展以及技术储备。接着，归纳了载人火星探测的体系构成、集结方式和主要的技术挑战。最后，概括了载人火星EDL过程面临的难题，重点阐述了EDL的导航、制导与控制（GNC）关键技术。     

火星进入减速器技术综述与展望

随着火星着陆探测任务的不断推进,火星采样返回、载人登陆火星和火星基地等任务要求能将更大、更重的探测器着陆到火星表面,这就需要在火星大气进入阶段进行高效减速。基于以往成功的火星着陆探测任务,首先系统地回顾了火星进入段气动减速技术的发展历史;然后,结合火星进入过程的特点阐述了火星进入段减速设计的必要性及其面临的挑战;接着,系统地总结了充气式气动减速器、可展开式气动减速器和超声速反推减速器的系统构成和研究进展;最后,对这3种减速器技术的未来发展方向和亟待解决的关键问题进行了比较全面的分析和展望。     

核能在未来载人航天中的应用

核能作为一种长时可靠的能源系统,释放的巨大能量为航天器跨星系超远距飞行提供了可能。基于当前核科学与技术发展趋势并结合我国载人航天具体需求,从核电源与核推进2个方面梳理了空间核动力近60年来的发展历程与现状,包括近地轨道卫星、空间站、核热推进以及星表电源等方面的应用。空间反应堆电源具有能量密度高、机动性高、尺寸小及环境适应能力强等优点,管冷却空间堆与斯特林结合方式是核反应堆电源发展的热点;核热推进具有比冲高、推力大、长寿命、初始有效载荷小等优点,采用金属陶瓷燃料的固体堆芯是核热推进研究的热点。论述了核能在未来载人航天技术中的应用,可为空间核动力的发展提供参考。     

关注与地球相似的星球——火星探测漫谈

飞往火星是人类多年的愿望。经过几十年努力,人类对火星有了初步的了解。进入21世纪,各航天大国都制定了新的火星探测计划,又一次掀起了火星探测热潮。目前,俄罗斯、美国和欧空局正在协商合作,并计划在2014～2015年实现载人火星登陆     

2016国外载人航天发展综述

正2016年,国外主要航天国家依据本国国情推进载人航天发展战略,规划载人航天未来目标与重点;运载火箭、飞船、发射场等载人系统取得诸多显著进展,为未来发展奠定基础;国际空间站主要成员国都已同意延寿至2024年,将为载人航天发展发挥更大作用;以SpaceX公司等为代表的商业公司低地球轨道能力与技术不断成熟,并正在向月球、火星等低地球以远拓展;小行星、火星、木星等无人深空探测活动依然活跃,取得多项探测     

火星风力资源的研究现状及利用途径

针对未来载人火星探测和火星基地建设过程中对风力资源利用的需求,回顾了人类对火星大气与风的探测历史,总结了火星风力资源的赋存与分布情况,着重对火星风力资源的利用途径如风力发电、风滚草探测器等进行了综合分析。在此基础上总结了火星风力资源利用中存在的问题,并提出对未来火星风力资源利用的展望:需要加强对火星大气环境与风力条件的探测,为风力资源利用提供基础数据;结合火星环境条件开展风电设备的研究;积极探索新技术在火星风力资源开发中的应用。最后,提出了火星风力资源利用的新思路,需要在火星探测与开发的不同阶段,循序渐进地利用火星资源。     

核热火箭反应堆燃料对比分析

针对核热推进反应堆核燃料的制备与考核问题,回顾了美国与苏联/俄罗斯在核热推进方面的研究,通过各种耐高温核燃料的热物性比较,给出了潜在可行的核燃料类型,并对未来最有潜力的钨基金属陶瓷燃料(CERMET燃料)与(U、Zr)C固溶体燃料进行了热物性参数、氢腐蚀考核等性能参数的研究对比分析。可为未来核热推进反应堆设计提供参考。     

MSL测控特点以及自主火星探测测控关键技术

火星科学实验室任务测控通信与导航技术代表了目前该领域的最新方向。在结合火星科学实验室任务特点并对其对测控通信系统设计性能、导航性能进行分析的基础上,以未来的自主火星探测以及火星采样返回任务为潜在工程应用目标,结合我国月球和深空探测测控系统的现状,梳理了我国未来自主火星探测中火星中继网络、火星探测器精密定轨,以及火星大气进入、下降和着陆过程中的信号检测与估计等关键技术。该研究对后续的自主火星探测测控通信系统的设计具有一定的参考价值,对推进我国深空探测测控系统的发展具有重要意义。     

我国月球基地受控生态生保系统物质流调控分析研究

针对载人深空探测和月球火星等地外星球定居与开发对生保物资持续再生供应的需求,基于国内外多年的载人航天受控生态生保技术研究经验和我国的载人航天发展形势,提出未来我国月球基地环控生保系统的基本规模、驻留人员和时间等边界约束条件设想(乘组规模约为6人,大气、水、食物及废物循环闭合度分别为100%、100%、95%和95%),以此为基础进行了其中大气、水、食物和废物等物质流配置的分析与计算,并提出其动态平衡调控方案。该工作以期为将来在我国的月球基地等环控生保系统中实现物质流的长期高效与安全可靠调控发挥参考作用。     

火星-500试验相关报道

＂火星-500＂试验是由俄罗斯组织、多国参与的国际大型试验项目,将模拟从飞船发射、飞向火星、登陆火星到返回地球的全过程。该试验于2010年6月3日在俄罗斯国家航天基地启动,计划用520天完成,目的是探索人类模拟登陆火星过程中所能够耐受的一切,     

未来的先进动力装置

30年后,宇航员驾驶核聚变动力的宇宙飞船以3个月就可以绕火星往返一次.稍后,将会发射第一艘以反物质驱动的可飞行50年的探测器.这是NASA先进推进研究计划中的两个雄心勃勃的设想,并由一个授命从事发展21世纪推进概念的小组在研究.NASA的计划人员和工程技术人员一致认为,未来的许多宇宙飞行任务,包括载人的火星飞行,化学火箭是不能胜任的.化学推进存在的主要问题,一是太重,二是能量低.化学推进剂的比冲(推进剂排气速度的衡量尺度)约4.5km/s,最大极限约8km/s.     

2015国外载人航天发展综合分析

<正>2015年,国外主要航天国家依据本国国情持续推进载人航天活动,美国完善了载人航天技术顶层规划,俄罗斯继续进行航天机构重组,美、俄新型航天运输系统研制进展顺利;国际空间站延寿至2024年,将继续扮演着技术验证和科学实验平台的重要角色,发挥人类火星之旅的前哨作用;美国商业航天发展快速,未来可承担近地轨道、月球轨道的运输任务;各国深空探测目标与计划更加明确,探测活动取得显著成果。     

太空环境下电子束原位制造技术

美国国家航空航天局（NASA）载人探索计划的提出给载人登月和载人火星等带来了机会和风险,NASA的工程师和科学家正在开展在月球或火星表面利用当地提炼的材料进行原位制造工艺技术的研究。首先,介绍了太空原位制造和修复（ISFR）技术的概念和特点,结合该技术的发展背景,介绍了电子束原位制造技术的概念、特点以及在太空环境下应用的优势和潜力。然后,根据所用原材料和成形工艺原理的不同,电子束原位制造技术又分为电子束熔融（EBM）和电子束自由成形制造（EBF³）技术两个分支,分别介绍了这两个分支技术的概念、原理、特点以及采用该技术研制出的零件的性能,结合硬件设备的情况介绍了在太空环境下应用的适用性,同时也详细介绍了NASA利用兰利研究中心的C-9抛物线飞行试验系统进行电子束原位制造微重力试验的研究成果、试验数据和未来的发展趋势。最后,结合中国未来空间事业发展的需要,提出了关于发展太空环境下电子束原位制造技术的设想与建议。     

载人飞船密封舱热舒适性评价

结合在轨飞行数据,采用PMV-PPD模型对载人飞船密封舱热舒适性进行了评估,基于在轨飞行数据计算了载人飞船PMV值,分析了密封舱空气温度、湿度以及舱内壁温度对热舒适性的影响。同时针对目前载人飞船实际情况,提出了通过提高舱壁辐射温度改善密封舱热舒适性的方法,可为后续的载人航天器特别是载人飞船密封舱在热控设计中提高热舒适性提供参考。     

低温推进剂在轨贮存与管理系统方案研究

为解决空间恶劣热环境和微重力环境下推进剂大量蒸发损耗及推进剂的气液两相混合等问题,低温推进剂在轨贮存与管理系统应具备绝热、贮箱压力控制、推进剂管理、热量转移及制冷等功能。以载人月球探测任务、载人火星探测任务中低温轨道转移级为背景,阐述了低温推进剂在轨贮存与管理系统的方案:低温贮箱采用泡沫+多层隔热材料复合结构、基于碳纤维复合材料的V20型杆系连接支撑结构、可充填式启动篮推进剂管理装置等方案;载人月球探测任务中低温轨道转移级压力控制可采用推进剂沉底排气方案;对于载人火星探测任务,低温轨道转移级压力控制可采用热力学排气方案,并采用低温制冷机主动制冷。     

2014年国外载人航天发展综合分析

<正>2014年,国外主要航天国家继续大力推进新一代载人航天系统的研制,载人航天与深空探索领域取得诸多显著成果。对美国而言,能力驱动成为推动载人航天持续发展的重要途径,多目标选择成为其下一步探索的主要特点。月球没有放弃,载人小行星重定向方案逐渐明晰但备受质疑,火星始终作为其可预见的载人空间探索的最终目标。面对国内是否继续发展载人航天的争论,美     

新一代多用途载人飞船概念研究

在"神舟"载人飞船进入成熟稳定期后,中国有必要尽早启动新一代多用途载人飞船的论证和研制。本文对国外新一代载人飞船的技术方案特点、新的设计理念及发展现状进行了分析,从适应多任务、降低运营成本、钝头体气动外形、更高安全可靠性以及新型轻质材料使用等多个方面总结了国外新一代载人飞船的技术发展趋势。初步分析了中国发展新一代载人飞船的近地轨道、载人登月、载人登小行星、载人登火星等任务需求,基本确定了新一代飞船的总体性能参数,并在此基础上梳理了新一代载人飞船技术途径,初步提出了两种方案设想,为中国新一代载人飞船的研制提供参考。