载人小行星探测的总体方案设想

载人探测近地小行星的工程规模和技术难度介于载人探月和载人火星探测之间,是人类开展载人火星探测和飞向更遥远深空的跳板,对于航天技术的发展和科学问题的探索有着极其重要的意义。在调研国外载人小行星探测方案设想的基础上,结合我国航天技术现状和发展趋势,提出了一种载人小行星探测的总体方案设想,并梳理了载人小行星探测的关键技术。研究成果可以作为我国载人小行星探测任务论证和设计的有益参考。     

载人小行星探测目标选择与轨道优化设计

针对2020-2040年载人小行星探测任务,研究了探测目标选择与轨道优化设计问题。首先,针对已编目的近地小行星,综合考虑绝对星等、燃料消耗等多方面因素与约束,给出了适合载人探测任务的候选小行星序列;然后,构建了载人小行星探测任务轨道的设计模型,采用参数优化算法对探测轨道进行了设计;进一步,为了获得最优探测轨道,利用主矢量原理对探测轨道进行了优化。该研究可为载人小行星探测任务设计提供有价值的参考。     

美国为什么要

美国政府为什么将载人航天未来计划的重点放在去捉小行星，而不是重返月球，曾是一个重大谜团，本文以独特的视角试图解开这个谜团。     

美国小行星探索之路能走多远?

根据2011年7月28日的报道,天文学家研究发现一颗小行星藏在地球绕日轨道上,它已陪伴着地球渡过了至少几千年的时光。,这种小行星被称作“特洛伊小行星”,尽管其与地球距离比地月远得多,但由于轨道相近,它是最适合航天员探索的地方之一。美国航空航天局（NASA）在未来15年内很有可能对其进行研究甚至开发。研究者还认为,如果能够发现更多的“特洛伊小行星”,航天员能在这些小行星上寻找地球匮乏的贵重矿物。这一发现也为科学家研究太阳系开启了全新的视野。 长期以来,人类对于近地小行星（NEA）及更少见的近地彗星知之甚少。了解这些天体有助于人类获得太阳系形成的科学信息,这些天体上还可能存在具有潜在价值的太空物质。因此,2010年美国总统奥巴马将小行星探测列为美国航空航天局（NASA）未来载人航天计划中的重要内容。     

载人小行星探测轨道设计

文章应用Lambert理论对载人小行星探测的轨道进行设计。结合轨道设计的基本条件与假设,建立了基于Lambert问题的轨道模型,并进行了仿真验证,结果证明模型正确有效。采用该模型,以发射窗口在2045年编号为89136的载人探测小行星A为例,给出了轨道设计的结果,同时对不同的故障情况下任务中止轨道及其特性进行了分析,对探测器应急返回能力进行了探讨。     

载人小行星探测任务总体方案研究

设计了在近地轨道组装具有分组单元结构的载人深空飞船,包括核热推进单元、燃料储箱与供给单元、主动防辐射单元、人工重力单元、深空居住舱与多任务乘员舱等,给出了各个单元的尺寸与质量参数,并对主要单元的具体组成、功能和技术特点进行了分析。在此基础上,本文以编号4660的Nereus小行星为探测目标,设计了两脉冲转移初始轨道,并进行了轨道优化,得到了发射窗口和最优转移轨道。仿真结果表明,给出的最优两脉冲转移轨道单次施加脉冲在5km/s以内,单程转移时间在160d以内,能够满足未来能量较小的载人小行星探测任务。     

近地小行星采矿与防御计划发展现状

近地小行星交会、绕飞、着陆与采样返回技术经过数10年的发展日趋成熟。美国的OSIRIS-Rex对C类小行星进行特征分析与采样,日本宇宙航空研究开发机构的“隼鸟-2号”任务目的是小行星深层采样。美国国家航空航天局（NASA）和欧洲空间局（ESA）的小行星探测任务开始转向行星防御领域。NASA的ARM（Asteroid Redirect Mission）计划是开展小行星抓捕与轨道重定向,ESA联合NASA提出了小行星撞击与偏转评估计划,拟对双星系统开展撞击实验,为行星防御提供技术积累。此外,行星资源公司和深空工业公司分别规划了小行星商业采矿的蓝图,并已开展相关的在轨技术验证。对近地小行星的探测历程进行了回顾,重点介绍了OSIRIS-Rex、“隼鸟-2号”、NASA和ESA的行星防御计划及小行星采矿公司的商业采矿战略规划,总结了未来开展行星防御与采矿的关键技术。     

美国未来载人航天飞行

为了开创太空探索的新纪元，在太阳系深处留下人类的足迹，美国航字局在继续开展国际空间站科研合作的同时，正在开发以猎户座多功能载人飞船、新一代运载火箭和先进探测系统为代表的一系列航天新项目。以掌握人类远征月球、近地小行星和火星的能力。     

载人火星和小行星探测任务初步分析

载人火星和小行星探测是未来深空探测的重要发展方向,以美国为代表的航天强国正在积极开展相关方案论证和技术攻关。由于任务规模庞大,受制于目前以化学推进为主的运输系统能力限制,要进行火星、小行星探测,必须发展重型运载火箭、轨道转移级等运载工具。从载人火星、小行星探测任务规划的角度出发,对总体任务进行了初步分析,提出了初步的系统方案。     

被终止的美国小行星重定向任务

正2017年12月11日,美国总统特朗普正式签署"太空政策一号令",要求美国宇航局(NASA)重启登月计划,为载人登火星奠定基础,从而彻底改变了前任美国总统奥巴马以小行星为跳板进行载人登火星的载人深空发展战略。其实,早在2017年3月,特朗普政府就终止了奥巴马当政时NASA实施的"小行星重定向任务"(ARM)。那么,什么是"小行星重定向任务"呢?奥巴马当选总统后,于2010年4     

美国“小行星重定向任务”研究

正"小行星重定向任务"(ARM)是美国奥巴马政府规划的近期载人航天探索目标,由机器人阶段和载人飞行阶段两部分组成。其主要任务是无人航天器在飞越地-月空间的近地小行星上收集巨型石块,并改变该石块飞行方向进入远距离月球逆向轨道,然后由载人航天器与巨型石块交会并俘获,航天员对石块进行采样返回。"小行星重定向任务"是美国载人探索火星计划的过渡性项目,旨在为21世纪30年代载人探索火星演示验证相关技术。同时,美国政府实施该项目计划的意图还在于,弥补"国际空间站"(ISS)2024年退役后的载人飞     

载人航天连续报道21世纪载人航天活动展望(3)

3对太阳系的开发和利用 21世纪载人航天活动的最大项目是对太阳系的开发和利用,具体地说就是要重返月球,在月球上建立载人基地;进行壮观的载人火星飞行,并在火星上建立载人基地;开发和利用太阳系的小行星和外层行星的卫星.     

载人航天连续报道21世纪载人航天活动展望(4)

3.2 载人火星探测 就人类的空间探测而言,20世纪的壮举是美国的"阿波罗"登月计划,21世纪则将是载人火星探测.但要实现载人火星探测,首先要解决两个问题:其一是目的和意义;其二是技术途径.     

再见,“小行星重定向任务”

正2017年6月,美国国家航空航天局(NASA)正式宣布取消原计划从一颗小行星表面采集一块巨石拖回月球附近轨道并安排航天员到访的"小行星重定向任务"(ARM)。奥巴马总统任内提出的这一"创新"的载人小行星探索方案,在新总统特朗普上任初始便惨遭"扼杀"。12月,特朗普签发总统令,指示NASA实施载人重返月球。随着总统换届,美国探索太空的计划一直在调整。本文对该项目的背景、意义、进展及随之而来的争议进行了回顾、总结     

一切为了太空

<正>2014年12月5日,美国新一代载人飞船"猎户座"飞船在朝霞中从佛罗里达州肯尼迪航天中心由"德尔它"4重型火箭携带升空,进行首次不载人试飞。"猎户座"飞船是继航天飞机后的美国新一代载人航天工具扛鼎之作,肩负载人小行星探测和登上火星等深空探测重大使命。在发射现场的美国航宇局局长查尔斯·博尔顿表示:"‘猎户座’飞船是今天的明星。这是火星时代的第一     

美国载人太空探索的艰难进程

正奥巴马政府中止了重返月球的载人航天计划以后,其提出的载人登火星构想给美国载人航天出了一个大难题。虽然咬住了低地球轨道以远的大方向未曾放松,但遥远的火星如何去,美国经历了关于未来载人航天的争论和艰难抉择。现在,以载人登火星为背景的小行星探索计划又遇到了新问题—2016年4月提出的"太空复兴"法案对该计划提出了质疑,特朗普政府的决策仍很艰难。1"灵活性途径"显示美国低地球轨道以远载人航天的无奈过渡     

潜在威胁小行星碰撞防御的计算与分析

研究了采用碰撞的方式进行小行星防御的动力学问题。采用多面体模型来建立小行星的外形模型,以碎石堆模型来建立小行星的结构模型,计算了小行星受到与其密度和材质相同的球体高速碰撞过程和碰撞后的碎石分布。计算过程在考虑了小行星与碰撞球体的接触形变以及小行星内部组成碎石堆的接触形变条件下,计算了碎石堆内部的相互引力、法向接触力、切向静摩擦力、切向动摩擦力和滚动摩擦力矩。以小行星101955 Bennu(中文名贝努)为对象计算了潜在威胁小行星的碰撞防御过程的动力学行为。结果显示:采用高速碰撞的方法进行小行星防御可以有效地将小行星撞成大量碎小的石块,且该方法具有核爆的方法不可比拟的优势,即对空间环境无污染。     

载人星际考察的生物医学保障问题

1引言
　　空间站的建立与发展是载人航天发展的重要阶段,人类将以此开展星际飞行,探索月球、火星、小行星及太阳系其他星体。
　　迄今为止,世界航天大国和组织纷纷制定出了载人星际考察计划,其中有俄罗斯载人飞行计划、美国航天计划、欧洲航天局（ESA）的“奥夫罗拉”（Abpopa）计划,其中俄罗斯能源公司用于月球、火星及小行星飞行的运载器发展设想,还包括火星及月球飞行医学保障构想等。     

美国“移民石”计划最新进展

"移民石"(Plymouth rock)计划是美国航空航天局(NASA)牵头制定的"移民石-人类搭乘猎户座飞船前往小行星初期计划"的简称,依照该计划,2020-2025年间将有两名航天员搭乘"多用途乘员飞行器"(MPCV)飞往近地小行星(NEA)。截止到目前,美国航空航天局已经多次组织了人员训练,包括陆上和水     

载人小行星探测推进技术初步方案设想

随着深空探测技术的发展,小行星探测已成为21世纪深空探测的重要内容之一,并逐渐由无人探测向载人探测发展。载人小行星探测由于航程远,任务周期长,对推进系统提出了更高的要求。1引言近年来,随着深空探测技术的发展,小行星探测逐渐成为深空探测的热点。各主要航天国都提出了相应的探测计划,美国已于2010年提出了载人登陆