访谈|周建平：中国空间站时代正式开启

正核心舱和空间实验室的区别:承担使命不同核心舱是中国空间站的控制舱段,是最重要的舱段。空间站建成后,在轨运行的组合体包括实验舱、载人飞船和货运飞船,组合体在轨运行涉及到能源、热、轨道控制以及有效载荷的管理等诸多方面,因此,作为空间站控制舱段,核心舱将发挥极为重要的作用。     

空间站在轨维修操作复杂度评价及试验验证

在轨维修是维持空间站在太空特殊环境安全运行的必要手段,太空特殊环境和空间站结构特点决定了空间站在轨维修任务的复杂度。在轨维修操作复杂度关系到空间站维修方案的优化、维修计划的制定、货运飞船的安排、航天员培训和空间站可维修性设计。然而,针对空间站在轨维修操作复杂度的评价研究较少。因此,提出了空间站在轨维修操作复杂度的概念,考虑了维修固有复杂度和外部影响因子2个方面,基于信息熵理论建立了复杂度评估模型。固有复杂度包括维修操作逻辑、维修动作规模、维修人机界面和维修操作知识,并借助信息熵完成以上4个方面的量化;外部影响因子包括操作空间、有无维修工具、时间压力、视觉遮挡和航天服影响,并利用分级打分制予以量化。为验证模型的有效性,基于地面模拟舱开展了12类产品维修验证试验,采集了受试者的维修动作及时间。实验数据分析表明,提出的模型能够较好地预测产品的维修耗时（相关系数为0.82）,并能较为合理地对空间站在轨维修操作复杂度进行量化分级。为在轨维修的开展、维修方案的评价、航天员乘组训练与安排和空间站设计更改提供方法指导。      

空间增材制造技术的应用

中国空间站旨在进行大量在轨科学实验和空间应用研究,在轨保障是支持空间站在全寿命周期内完成载人航天任务的重要途径.传统地面制造及上行补给方式难以满足较大规模应用的需求,亟需一种创新性的保障模式突破资源瓶颈,空间增材制造技术具有极大的潜力实现即造即用的资源保障模式.本文根据空间增材制造技术的最新研究进展,结合中国空间站和载人深空探测任务需求,对空间增材制造技术的在轨应用模式进行分析,提出了中国空间增材制造技术未来发展所面临的问题和解决途径.      

神十飞天引海外各方热议

2013年6月11日17时38分,神舟十号飞船承载着3名航天员在酒泉卫星发射中心由长征二号F运载火箭成功发射,准确进入轨道。在此后的15天时间里,天宫一号与神舟十号载人飞行实现了"准确进入轨道,精准操控对接,稳定组合运行,健康在轨驻留,安全顺利返回"的任务目标。以天宫一号与神舟十号载人飞行任务圆满成功为标志,中国载人航天工程第二步第一阶段任务完美收官,将全面进入载人空间站工程建设阶段。     

访谈|郝淳：建成空间站，中国从航天大国迈向航天强国的重要标志

正空间站整体建造规划:两年11次任务建造空间站是我国载人航天工程"三步走"战略的第三步,自2010年空间站立项以来,经过11年的发展,目前已进入到在轨建造的关键时期。空间站建造将分为关键技术验证和在轨建造两个阶段实施。关键技术验证阶段规划了6次飞行任务,其中,第一次任务即2020年已经实施的长征五号B运载火箭首飞,任务取得圆满成功。2021年将陆续实施该阶段的5次飞行任务:已于4月29日发射的空间站"天和"核心舱;     

九天再迎“中国宫”

正2021年4月29日,"天和"核心舱成功发射入轨,取得了空间站在轨建造任务的"开门红"。2010年9月25日,中央批准载人空间站工程立项,分为空间实验室任务和空间站任务两个阶段实施。2016年6月-2017年4月,成功实施了空间实验室阶段4次飞行任务。总目标是:在2022年前后,完成我国空间站在轨建造,突破和掌握近地空间站组合体建造和运营技术、近地空间长期载人飞行技术,具备开展较大规模的空间科学实验与技术试验的能力,建成国家太空实验室。之后,发射巡天空间望远镜,与空间站共轨飞行,开展空间天文巡天与精细观测。     

在轨不辱使命 探索继往开来——天宫一号为我国空间站任务积累宝贵经验

正天宫一号全面完成各项在轨试验任务,正式终止了数据服务,目前仍在其设计轨道飞行。天宫一号在轨运行1630天,不但完成了既定使命任务,还超设计寿命飞行、超计划开展多项拓展技术试验,为空间站建设运营和载人航天成果应用推广积累了重要经验。     

加拿大移动服务系统地面遥操作模式综述

针对未来我国空间站机械臂地面遥操作任务需求,分析目前国际空间站上加拿大移动服务系统（Mobile Satellite Services,MSS）地面遥操作的系统设计和安全性问题。介绍了MSS的系统构成,分析了MSS地面遥操作需求,对比分析了在轨操作和地面遥操作模式的不同,以及地面遥操作的约束条件;介绍了MSS地面遥操作过程中的任务规划、任务执行和在轨调试;总结了对我国空间站机械臂遥操作的启示,为从事空间站机械臂地面遥操作的科研人员提供一定的借鉴和参考。     

前言

<正>伴随着天舟六号货运飞船和神舟十六号载人飞船相继升空、对接空间站，中国人的“太空之家”——天宫空间站正式进入应用与发展阶段，转入常态化运营模式。回顾中国空间站建设过程，有许多令人难忘的瞬间：2020年5月5日18时，为中国载人空间站工程研制的长征五号B火箭首飞任务取得成功，为中国空间站在轨建造任务奠定了重要基础。     

中国空间站建设稳步推进

2021年4月29日空间站天和核心舱成功发射,这不仅标志着中国载人航天工程"三步走"成功迈出第三步,开始建造长期有人照料的空间站,更宣告中国开启了空间站任务的新时代.按照任务规划,2021和2022两年中国将接续实施11次飞行任务,包括3次空间站舱段发射和4次货运飞船及4次载人飞船发射,于2022年完成空间站在轨建造. 近期,空间站任务相继取得重大进展,天舟二号货运飞船成功发射并与天和核心舱完成自主快速交会对接,神舟十二号载人飞船成功发射并与天和核心舱完成自主快速交会对接,三名航天员顺利进驻天和核心舱,圆满完成空间站阶段首次出舱活动全部既定任务.     

非合作目标智能感知技术研究进展与展望

智能感知是实现航天器在轨精细化操控过程的关键技术,是在轨服务技术智能化的重点发展方向之一。空间目标智能感知包括位姿测量、三维重建与部位识别等关键技术,涉及小样本、多模态、模型适应与高维数据等问题。从工程应用角度出发,对非合作目标智能感知技术的研究现状进行系统的梳理与总结。首先,总结典型非合作在轨感知系统与光学敏感器技术的发展现状;其次,归纳总结了非合作目标智能感知涉及的关键技术;最后,基于研究现状总结和关键技术分析,探讨了非合作目标智能感知目前存在的主要问题,并给出后续发展的建议。     

深空探测人工智能技术应用及发展建议

深空探测任务的探测目标距离地球越来越远,测控延时逐步增大,并且目标的先验知识有限,在遥远、未知、不确定环境下开展科学探索对探测器的自主性能需求日益强烈。随着人工智能技术的快速发展并逐步实用,在深空探测领域中应用人工智能技术提高和改进航天器自主性也将成为必须和可能。简要介绍了人工智能技术的发展历程,分析了航天领域中人工智能技术的应用实例,重点结合规划的深空探测任务特点和应用场景,梳理分析了各具体任务对人工智能技术应用的潜在需求,并提出了对深空探测人工智能技术应用的一些看法和发展建议。     

基于深度学习的非合作目标感知研究进展

近年来随着卷积神经网络的发展,基于深度学习的图像感知技术取得了巨大进展。深度学习算法不依赖于人工辅助设计标记、泛化能力强、检测精度高,在空间非合作目标智能感知领域引起了国内外学者的关注。本文分析了应用深度学习方法进行非合作目标智能感知的研究现状,并对他们进行分类介绍与总结。首先,总结了空间非合作目标感知的在轨应用情况和任务阶段规划,接着分析了非合作目标的结构特性和表面光照特性;其次梳理总结了建立非合作目标数据集的三种方法,分类归纳了非合作目标识别与非合作目标位姿检测的国内外研究进展;最后,分析了基于深度学习的非合作目标智能感知方法的关键问题与难点,并给出了后续研究的思路。     

圆轨道航天器在轨加注任务空间燃料站部署问题

在轨服务技术因在航天器故障修复、寿命延长及军事方面有重大辅助作用而越来越受到各航天大国的重视,作为在轨服务技术重要组成部分的在轨燃料补给技术也越来越受到关注。文章针对圆轨道航天器在轨燃料加注任务,将空间燃料站技术与多目标在轨加注技术相结合,对基于燃料站的在轨加注模式进行了研究,提出了一种基于聚类分析的在轨加注任务调度及优化算法。通过对双脉冲轨道转移问题的求解与分析,获得了轨道转移速度增量和轨道参数之间的关系,在此基础上分析了圆轨道航天器在轨加注任务调度问题,并根据调度模型的变量和约束关系,建立了圆轨道航天器在轨加注任务多目标规划模型,并采用免疫遗传算法对加注任务调度空间燃料站选址问题进行了研究。以30颗目标航天器的在轨加注任务为例进行了数值仿真,并由燃料消耗的计算结果验证了算法的有效性。     

共面圆轨道航天器在轨服务任务规划

为了降低"一对多"在轨服务的成本,以共面圆轨道卫星群为研究对象,开展了在轨服务任务规划问题的研究。首先,对"一对多"在轨服务任务场景进行了分析,建立了任务规划数学模型,将其简化为包含内层Lambert问题、外层最优时间分配问题的双层优化模型。然后,给出了任务规划求解方法及流程,提出采用工程图解法的思想求解内层多圈Lambert问题,采用遗传算法求解外层最优时间分配问题。最后,以三个目标航天器为例,针对限制和不限制在轨服务任务完成总时间这两种情况,采用上述方法进行求解,计算结果验证了方法的有效性。     

“嫦娥4号”自主运行任务的设计与实现

从自主运行需求获取、自主运行策略设计、自主运行任务实现3个方面对"嫦娥4号"自主运行任务进行研究。通过在轨飞行验证,"嫦娥4号"自主运行任务的实现除了完善自我诊断及重构能力,还增强了对未知风险的应对能力,增加核心设备的自主管理能力,保证关键事件完成的可靠性与精准性。不仅总结了重要的工程经验而且为未来深空自主运行任务的设计实现提供了直接而有力的技术支持。     

基于在轨组装维护的模块化深空探测器技术进展与应用研究

在轨组装与维护是航天器在轨服务技术的基本内容,而模块化设计则是实现航天器在轨组装与维护的一项主要支撑技术。调研总结了国外深空探测领域模块化航天器设计以及在轨组装与在轨维护实施的技术进展,主要包括模块化地外行星着陆探测器、大型在轨组装深空探测器、布置于SEL2(Sun-Earth Libration 2)等轨道的超大型在轨组装空间望远镜系统等,分析了深空探测器领域应用模块化设计实现在轨组装与维护的关键技术要素。针对深空探测航天器长寿命、高可靠、特殊推进系统及其设备配套等技术特点与需求,提出一种应用在轨组装与维护技术的火星多任务探测器系统设想,介绍了探测器系统的任务架构、基本组成、轨道策略等,为我国深空探测技术发展以及新型深空探测器研制提供参考。     

Science Research and Utilization Planning of China's Space Station in Operation Period 2022-2032

The core module of China's Space Station (CSS) is scheduled to be launched around the end of 2020, and the experimental module I and II will be launched in the next two years. After on-orbit constructions, CSS will be transferred into an operation period over 10 years (2022-2032 and beyond) to continuously implement space science missions. At present, based on the project selection and research work in the ground development period of CSS, China is systematically making a utilization mission planning for the operation period, which focuses on the fields of aerospace medicine and human research, space life science and biotechnology, microgravity fluid physics, combustion science, materials science, fundamental physics, space astronomy and astrophysics, Earth science, space physics and space environment, space application technology, etc. In combination with the latest development trend of space science and technology, China will continue to update planning for science research and technology development, carry out project cultivation, payload R&D, and upgrade onboard and ground experiment supporting systems to achieve greater comprehensive benefits in science, technology, economy, and society.