国外空间站外部污染控制体系简介

国外从20世纪80年代起就开展了对空间站外部污染及其控制措施的研究,已在总体设计、地面验证、加工制造、在轨验证等方面形成了较为成熟和完备的污染控制体系。为了借鉴他国的成功经验,服务于我国空间站建设,文章从污染分类、污染影响、污染分析、污染控制要求、污染控制措施、污染验证等方面对国外空间站外部污染控制体系进行了介绍,并对我国的空间站外部污染研究提出了建议。     

中国空间站光学遥感载荷的发展研究

光学遥感载荷的空间站平台相比卫星平台具有很大的优势,吸引了包括俄罗斯、美国和欧空局在内的国际空间站成员国争相进行空间站光学遥感载荷的新技术实验验证和对地观测研究。文章介绍了国际空间站光学遥感载荷的观测方式和特点,结合国际空间站光学遥感载荷的应用情况,从新技术实验验证和对地观测两个方面分析了中国空间站光学遥感载荷发展应该注意的问题,为中国空间站光学遥感载荷的发展提出了几点建议。     

利用并行八叉树划分技术开展复杂构型航天器放气污染分析研究

放气污染对航天器造成的有害影响需要定量评估。放气产物分子的输运过程可以采用Monte-Carlo方法模拟,并用射线表示放气分子输运轨迹。如此一来,即转换为射线追踪问题。由于航天器构型复杂,射线追踪的计算很耗时,所以有必要研究其加速算法。文章将复杂构型航天器表面用三角形非结构网格表示,利用八叉树划分技术开展分子运动轨迹与表面相交的加速模拟计算。同时,在基于共享内存多核计算平台,利用OpenMPAPI软件实现了计算的并行化。该方法在对空间站的实例计算中显著提高了运算速度,并对空间站的污染情况进行了初步评价分析。     

空间站制品载荷返回技术研究

文章通过研究国际空间站应用情况,分析了其空间制品载荷返回技术的发展现状。对目前国际空间站制品载荷返回技术的研究现状进行了详细的介绍,着重对俄罗斯、日本和欧洲的研究情况进行了论述。结合国际的工程实际,归纳出空间制品返回的技术思路。分别对不可展开舱体、结构展开式舱体和充气展开式舱体方案分别进行了论述,总结了各种方案的特点。最后针对空间制品返回方案的关键技术进行了说明,提出相应的技术解决思路。通过文章的论述,指出了结合目前中国空间站计划,实施对空间制品载荷下载的研究意义,同时为空间站制品的下行提供了相应的技术解决途径。     

国际空间站环境试验标准及力、热试验方法综述

国际空间站是目前在轨运行的最大空间平台,具有系统体积庞大、构型复杂、接口众多、载荷种类不确定等特点。因此,系统级力学试验、热试验以及组件环境试验对空间站的设计和工艺验证非常重要。文章调研了国际空间站各舱段的系统级力学试验、热试验以及组件环境试验情况,以期为我国空间站的地面试验系统设计、研制提供参考。     

基于液相污染模型的航天器交会对接羽流污染研究

航天器交会对接任务一般由主动对接方和被动目标配合完成,交会对接飞行的主动寻的段和分离撤离段均可能出现主动对接方开启反向发动机进行反向紧急制动和撤离的情况,该情况下被动目标可能受到来自主动方反向发动机羽流污染影响。文章利用国际空间站羽流污染计算模型对交会对接任务羽流污染沉积进行了分析计算。     

空间环境对光学元件分子污染的影响及减缓方法

随着航天器在轨寿命的延长，分子污染对其空间光学系统在轨安全和可靠性的影响越来越突出。文章首先阐明空间分子污染的来源及其对空间光学元件的效应；之后分析温度、紫外辐射、激光照射等空间自然环境和人工环境对光学元件分子污染的影响，揭示空间环境影响光学元件分子污染的演变过程和形态；进而给出地面预处理、表面改性、优化系统设计和在轨主动清除等方面的空间光学元件分子污染减缓与清除技术；最后提出分子污染的高灵敏监测、热控及分子污染吸附复合涂层、分子污染在轨高效去除技术、先进的协同模拟设备和仿真技术等研究方向。     

美为国际空间站体检

美国航宇局已开始利用国际空间站上的现有能力对该站外部进行检查,并正在研究对其它维修和检查安排进行调整。这些工作是该局对哥伦比亚号事故调查委员会调查报告做出的反应的一部分。调查报告称哥伦比亚号解体有技术和美国航宇局管理不善两方面的原因,并针对航天飞机复飞工作提出了多项建议。美国航宇局已把其中某些建议运用到依靠航天飞机支持的国际空间站计划。针对调查委员会对改善航天飞机在轨检查技术的要求,美国航宇局正在利用安装在站外结构和机构臂上的相机等设备对国际空间站进行外部检查。检查在机组工作日程和光照条件允许的条…     

载人航天器内腐蚀材料表面原位修护装置设计

为了能够快速有效地修护空间站等载人航天器舱内的微生物腐蚀材料表面，提出了一种腐蚀材料表面原位修护装置设计方案，从装置原理结构、载荷强度仿真、原理样机验证方面进行了阐述。初步应用验证结果表明:装置具备快速修护功能且操作便捷，能够实现对材料表面菌斑清除后的快速涂抹修护；材料修护装置操作过程中无紫外光泄漏，无臭氧污染，总挥发性有机化合物没有超过密闭舱内的最大允许浓度，具有良好的安全性。该装置的应用有望提升我国载人航天器在轨防控微生物污染与腐蚀的能力。     

航天服材料的静电吸附效应地面试验研究

航天员在轨出舱作业时，其穿戴的航天服面临空间尘粒污染的静电吸附增强效应问题，空间尘粒污染会对航天员的健康及仪器设备的安全稳定运行造成威胁。文章分析了空间站–航天服静电起电模型，研究了污染物粒子带电机理及带电尘粒在电场作用下的静电吸附过程；在此基础上搭建空间站–航天服电场的静电吸附效应地面模拟装置，并开展了4种航天服表面典型材料对空间中尘埃粒子的静电吸附效应试验验证。通过对试验结果的分析，提出后续应在航天员出舱活动中设计静电消除装置、处理航天服主体材料表面保持航天服洁净等建议。     

分子污染光学效应试验研究

卫星有机材料放气产生的分子污染是卫星在轨污染的重要来源。分子污染会造成敏感表面光学性能退化甚至失效,因此必须进行评估分析。文章对在卫星真空热试验中,采用光学试片进行污染光学效应测试的数据进行了分析,并且与国内外试验数据进行了比对,发现光学试片测得的透过率损失数据较为保守,分析原因是光学试片污染沉积为液滴状,导致散射损失较大。     

卫星发动机羽流污染模型的DSMC方法研究

文章通过DSMC（Direct Simulation Monte Carlo,直接模拟蒙特卡罗）方法对卫星发动机羽流进行数值模拟,对仿真方法进行了对比验证,证实了DSMC方法可以比较精确地模拟羽流场。在建立卫星污染模型的过程中,针对污染发动机喷口形状的变化以及出口参数的变化,对DSMC方法模拟结果进行了对比,得到喷口形状和出口参数的变化对模拟结果的影响,并得到最优的卫星敏感表面羽流污染计算模型。     

国外深空探测光学遥感载荷发展现状与启示

文章对国外近十几年来的深空探测光学遥感载荷的发展情况进行了介绍,并按科学目标进行了分类。总结了深空探测光学遥感载荷的发展趋势与启示,为深空探测光学遥感载荷的发展提出了几点建议。     

国外航天AIT厂房天车污染物防护技术措施跟踪研究

航天AIT厂房的天车在使用过程中经常会出现机械摩擦产生的金属粉末和润滑油滴落等污染物,可能对AIT厂房和航天器造成污染。文章通过对国外航天AIT厂房天车污染物防护技术措施的跟踪研究和分析,为解决国内航天AIT厂房天车污染物防护问题提供借鉴。     

GEO卫星整星分子污染初步预估

污染的长期累积效应是影响GEO卫星长寿命的重要因素。文章对GEO卫星整星非金属材料出气造成的分子污染进行了预估。根据扩散理论建立保守出气速率模型,基于自由分子流理论采用角系数方法计算污染分子视线传输,考虑了光化学沉积效应,对RTV胶、白漆出气造成的OSR片、太阳电池板、天线性能退化进行了估计,发现RTV胶的污染效应较为严重,白漆的污染影响可忽略不计。该结果可作为制定污染控制要求时的参考上限值。     

空间光学系统真空热试验污染控制经验综述

真空热试验过程中光学系统可能受到严重污染,因此需制定严格的污染控制措施。文章对NASA、ESA、JAXA 等航天机构的卫星光学系统真空热试验中典型、有代表性的污染控制经验进行了综述,并对我国光学系统真空热试验污染控制提出了若干建议。     

航天光学系统的污染控制技术

文章介绍了国外航天光学系统的污染控制方法,研究了航天光学系统的污染效应和航天用非金属材料放气污染引起的光学透射率的变化。针对航天光学系统对污染高度敏感的特点,探讨了航天器研制全过程针对航天光学系统的污染控制措施。