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.      

空间在轨增材制造技术的研究进展与展望

空间在轨增材制造（in-space additive manufacturing,ISAM）技术是一种“空间3D”打印技术,在在轨制造和空间基地建造方面具有很好的应用前景。首先概述了空间在轨增材制造技术的主要内涵,进而全面梳理了国际上空间在轨增材制造技术的研究进展。结合空间站、在轨航天器的需求,重点分析了空间在轨增材制造关键技术对其原材料、技术手段以及设备的要求,在此基础上梳理了空间在轨增材制造技术现阶段面临的挑战。综合表明,特殊的空间环境（微重力、高真空等）都在紧密限制着空间在轨原材料、设备以及技术的选用。最后,基于当前空间在轨制造技术的发展现状、需求以及可能的实现途径,为中国空间在轨增材制造技术的未来发展指明了新的方向。     

国外3D打印技术在航天领域的应用分析

2014年12月17日,美国商业公司研制的全球首台微重力3D打印机在"国际空间站"依照美国航空航天局从地面发送的设计文件打印出套筒扳手。3D打印机未来有望用于制造"国际空间站"30%以上的备用部件。近年,美、欧、日等国家或组织积极开展了3D打印技术(又称增材制造技术)在航天领域的研究与应用。尽管目前在太空中进行3D打印尚处于试验验证阶段,但已规划与实施的诸多在地面上进行增材制造的项目表明:3D打印技术已在卫星与火箭等航天制造领域显示出重要的发展价值和应用潜力。调查显示,其在航空航天工业领域的应用份额已占全部应用领域的10%以上。     

浅谈先进检测技术支撑航天制造发展

检测技术是支撑航天制造发展的基础,检测技术水平直接关系着航天装备制造质量。主要介绍了检测技术在航天制造中的重要性,分析了航天装备制造过程中在检测方面现状和存在问题,结合航天发展需要给出发展建议,更好发挥检测技术对航天制造的支撑作用。     

神舟八号上的生物“百宝箱”——中德合作通用生物培养箱揭秘

2011年11月18日北京时间凌晨0时20分,载人航天工程空间科学实验领域首次开展的国际合作项目——中德合作生物培养箱从内蒙古四子王旗神舟飞船主着陆场平安运抵北京西郊机场。中国西安卫星测控中心与中国科学院空间应用工程与技术中心在机场停机坪进行了载荷交接。随后,载荷被迅速运往中国科学院实验室,进行进一步处理。作为中国在空间应用领域首次开展的国际合作项目,该项目不仅为推进空间生命科学研究和技术发展探索了新的途径,而且为中国载人航天开展更为广泛的国际间合作积累了经验。     

中国载人航天工程的外部设计

在“神舟号”载人飞船工程实现了中国人往返于天地间的目的之后 ,中国应审慎地选择发展载人航天的目标。文章从中国社会对载人航天的需求出发 ,讨论了以开发利用空间微重力物质环境为目标的空间站和以发展天基航天为目标的天基航天站的外部工程系统的环境条件 ,认为中国在运载火箭、发射和回收场、测控站网方面已有较好基础 ,基本具备条件 ,运人运输器已有“神舟号”载人飞船 ,运物运输器的研制也不困难 ,但在为保障航天员在空间生活、工作的航天员系统方面和为实现载人航天工程功能和显现价值的有效载荷系统方面欠缺较多 ,需要一个研究、试验、培训和开发、演示的发展阶段     

走进新时代的中国载人航天工程

正4月24日,在2018年"中国航天日"主场活动期间举办的首届中国航天大会上,中国载人航天工程总设计师周建平院士作的一份报告引起了大家的热切关注。他以我国载人航天的历史为经,以载人航天工程自1992年立项实施以来取得的一系列成绩为纬,向大家娓娓道出中国载人航天事业的过去、现在和未来……空间站时代即将来临实现天地往返运输、突破航天员出舱活动技术、掌握空间飞行器交会对接技术……周建平对中国载人航天在     

欧洲调整载人航天发展计划

□□ 4 0年来 ,世界载人航天共经历了 5个阶段。第 1个阶段是 50年代的准备阶段 ,第2个阶段是 60年代的以发展载人飞船突破载人航天的起步阶段 ,第 3个阶段是 70年代发展试验型空间站阶段 ,第 4个阶段是80年代发展航天飞机阶段 ,第 5个阶段是90年代发展和应用大型空间站阶段。在这 5个阶段中以美苏互相竞赛式的发展为主。欧空局也曾根据其“增强欧洲技术、工业能力 ,掌握所有航天应用技术 ,到 2 1世纪初与其他空间大国保持同等水平”的战略目标 ,确定了在载人航天领域发展哥伦布空间站、“赫尔墨斯”小型航天飞机、“有人照料自由飞行器”( …     

世界上最昂贵的服装

我国载人航天实行“三步走”的发展战略。神舟六号载人航天飞行是在神舟五号飞船实现了我国载人航天技术的历史性突破,解决了载人航天的基本技术的基础上的一次承上启下的重要飞行任务,神舟六号载人航天飞行任务的圆满成功,标志着我国载人航天工程一期工程目标的胜利实现,也为实现第二步战略目标奠定了基础。第二步是除继续用载人飞船进行对地观测和空间实验外,重点要完成出舱活动、空间交会对接试验和发展长期自主飞行、有人照料的空间实验室。那么提到出舱活动,必然会涉及到舱外航天服,舱外航天服与神舟五号和六号航天员使用的舱内航天服有什么不同呢?     

天地一体化的完整体系

中国载人航天工程虽然起步晚,但起点高,从总体上体现中国特色和技术进步,在较短的时间内,以较少的投入,高标准、高质量、高效益地走出了一条具有中国特色的载人航天工程发展道路.     

空间站概述

自1961年世界上第一名航天员上天以来,载人航天技术有了飞速的发展。载人航天器已由初期的小型载人飞船,发展到大型空间站和航天飞机。空间站的诞生,特别是永久性空间站的建立,将会引起人类社会的众多方面发生重大而深刻的变化。本文首先就过去十多年中美国、苏联和欧洲发射的空间站作一简略概括,然后对空间站的构型,用途和未来发展等进行论述。     

Novel active driven drop tower facility for microgravity experiments investigating production technologies on the example of substrate-free additive manufacturing

Through the striving of humanity into space, new production processes and technologies for the use under microgravity will be essential in the future. Production of objects in space demands for new processes, like additive manufacturing. This paper presents the concept and the realization for a new machine to investigate microgravity production processes on earth. The machine is based on linear long stator drives and a vacuum chamber carrying up to 1000?kg. For the first time high repetition rate and associated low experimental costs can provide basic research. The paper also introduces the substrate-free additive manufacturing as a future research topic and one of our primary application.     

National Report on Space Medicine Progress

The development of Chinese manned space engineering has a great role in promoting the progress of Chinese space medicine. With the accelerated implementation of Chinese Space Station Program, China's space medicine has made fruitful achievements over the past three years. This report summarizes the major progress of Chinese space medicine in terms of basic research and space applications from 2016 to 2018.      

中国返回式航天器发展途径探讨

返回式航天器从一次性使用向多次重复使用的发展,从技术角度看是合乎逻辑的。从技术和经济分析,中国如果发展载人航天器,则不宜发展航天飞机,应该发展载人飞船。中国发展返回式重复使用的飞船式航天器是适宜的。中国宜于继续发展一次性使用的区域着陆和允许无害受损的返回式卫星,发展返回有效载荷重复使用技术。     

空间金属增材制造技术应用

高能束流金属增材制造技术以激光和电子束作为热源,通过选区熔化粉末或熔丝沉积成型来实现金属零部件的制造.根据金属增材制造技术在空间领域的发展,结合空间站和深空探测强约束条件对在轨制造设备尺寸、重量、功耗、寿命提出的更高要求,对比激光与电子束两种热源的工作模式,进行在轨可行性分析,提出未来空间金属增材制造技术发展所面临的问题与解决途径.      

CELSS transportation analysis

Regenerative life support systems based on the use of biological material have been considered for inclusion in manned spacecraft since the early days of the United States space program. These biological life support systems are currently being developed by NASA in the Controlled Ecological Life Support System (CELSS) program. Because of the progress being achieved in the CELSS program, it is time to determine which space missions may profit from use of the developing technology. This paper presents the results of a study that was conducted to estimate where potential transportation cost savings could be anticipated by using CELSS technology for selected future manned space missions.

Six representative missions were selected for study from those included in NASA planning studies. The selected missions ranged from a low Earth orbit mission to those associated with asteroids and a Mars sortie. The crew sizes considered varied from four persons to five thousand. Other study parameters included mission duration and life support closure percentages, with the latter ranging from complete resupply of consumable life support materials to 97% closure of the life support system. The paper presents the analytical study approach and describes the missions and systems considered, together with the benefits derived from CELSS when applicable.     

返回技术和返回式航天器的发展

按现已发射的航天器统计,返回式航天器占1/3强。它们在开发利用空间资源方面起着先锋和带头的作用,为促进载人航天和促进人类的进步作出重大贡献。文章分析了返回技术和返回式航天器发展的三个阶段:初期发展阶段、深入应用阶段、无损和定点返回阶段。并指出,今后相当的一段时期内无损定点着陆返回将会成为主要的发展途径。     

选择中国载人航天发展目标的讨论

回顾人类载人航天 40余年的历程 ,出现过一些弯路 ,究其原因是多方面的 ,但主要的是如何合理选择各自的发展目标。发展载人航天的目标大致可有6项 :开发利用空间微重力环境物质资源 ,开发利用空间轨道能源资源 ,开发利用月球能源资源 ,发展天基航天利用空间位置资源 ,在月球上扩大人类生存空间 ,在火星上扩大人类生存空间。文章系统分析了国际上现有载人航天工程的经验和教训 ,认为结合中国的具体实际 ,中国载人航天发展的目标应重点考虑开发利用空间微重力环境物质资源和发展天基航天。