国外微重力火箭的发展及其特点

一、前言 微重力火箭是近20年来从探空火箭系列中发展出来的一种用于微重力科学研究的技术实验火箭。微重力科学的研究范围包括微重力材料科学和微重力流体科学,并涉及到空间生命科学。1971年10月美国航宇局发射了空蜂170A,首次利用探空火箭进行空间材料加工实验尝试,1972年1月在发射黑雁5C火箭时,再次进行了金属熔炼实验。这两枚火箭的发射,证实了用探空火箭进行微重力科学实验是一条可行的技术途径,从而揭开了微重力火箭研制和应用的序幕。     

NASA微重力科学与应用计划

苏联的解体,东西方紧张关系的缓和促使美国航宁局(NASA)重新审夹和重新确定航天计划的重点。其主要依据是看它是否有科学价值和有利于保持NASA在国内、国际上的领先地位。特别是1992年,美国将进行美国微重力实验室(USML)、美国微重力有效载荷(USMP)和国际微重力实验室(IML)三次飞行,公众对微重力研究的关注会达到一个新水平,因而必须对该计划的价值有明确的评价。它必须与民用空间计划的广阔前景相一致。美国咨询委员会关于美国未来空间计划的报告(通常称为     

TY-3微重力火箭系统的开发

前言微重力火箭是从探空火箭系列中发展出来的一种用于微重力科学研究的技术实验火箭，其射高一般在２００公里以上，可以提供１０－４g的微重力水平和６～１５分钟的微重力时间。其主要优点是技术成熟，可靠性高，价格低廉，灵活性强，而且微重力值稳定。１９７１年１０月，美国“空蜂”１７０A在白沙靶场发射，首次利用探空火箭进行了空间材料加工实验。此后２０多年，美国、德国、瑞典、日本和前苏联等国相继制订了微重力火箭发展计划，成功地完成了数百项实验研究，获得了大量的信息和研究成果。到２０世纪后期，微重力火箭已成为地面…     

微重力条件下摩擦副摩擦学特性数值模拟研究

与一般机械设备中的摩擦副不同，航天器摩擦副往往处于微重力下的独特工作环境。现对航天器摩擦副进行微重力条件下的摩擦学理论分析，建立了一个二维模型并求解了雷诺方程，以研究微重力状态对摩擦副摩擦学特性的影响。研究结果显示，由于微重力的影响，摩擦副的油膜压力分布有较大幅度的变化，并严重影响了油膜承载能力。     

微重力条件下摩擦副摩擦学特性数值模拟研究

与一般机械设备中的摩擦副不同,航天器摩擦副往往处于微重力下的独特工作环境.现对航天器摩擦副进行微重力条件下的摩擦学理论分析,建立了一个二维模型并求解了雷诺方程,以研究微重力状态对摩擦副摩擦学特性的影响.研究结果显示,由于微重力的影响,摩擦副的油膜压力分布有较大幅度的变化,并严重影响了油膜承载能力.     

实践十号——我国首颗微重力科学实验卫星

2016年4月6日,我国首颗微重力科学实验卫星——实践十号成功发射。它是空间科学先导专项首批科学实验卫星中唯一的返回式卫星,也是单次搭载空间实验项目最多的卫星,专门用于微重力科学和空间生命科学的空间实验研究。实践十号卫星在轨飞行15天,其工作时间与电池的电量有关。该卫星没有安装太阳电池翼,以免产生振动而影响科学实验。其主要任务是充分利用卫星留轨舱和回收舱,结合"促进我国空间微重力科学和空间生命科学发展"这一国家科技战略目标,开展涉及微重力流体物理、微重力燃烧、空间     

微重力科学与应用研究（上）

空间微重力环境的独特物理现象对航天器各系统均产生无法回避的影响，在型号研制中正确计入微重力效应是航天事业发展中的一个重要研究领域。在现阶段，航天器发动机再启动相关的微重力研究以及载人航天防火安全相关的微重力研究应当引起人们的高度重视。随航天事业的发展，微重力效应问题日益会严重起来（结构动力学、耦合动力学、多相流温控、低重星球场着陆撞击……），进行深入广泛的微重力效应研究对保证航天器飞行任务完成有着不应忽视的作用     

基于石英挠性加速度计微重力测量仪在空间站的应用

空间站微重力环境为基础实验研究和新技术开发提供良好的试验平台.对空间站中微重力水平准确测量及分析和评估,测量有效性作为科学依据显得尤为重要.文章主要从微重力测量原理及结构组成、软硬件设计、在轨数据验证得出结论:采用模拟与数字滤波相结合提高了精度,实现100MbPS通信速率实时在线传输能力,将原有传输速度由0.3Mb/s提高到目前100Mb/s实时数据传输,大幅度解决了采集系统采样速度快,对外部接口数据传输慢的技术难题,且同时对软件进行优化设计,增加处理器余裕量比常规软件运行占用量提高20％,满足航天产品的高可靠性特点.且精确高、动态响应快的微重力测量设备.既提升拓展了我国航天领域中空间微重力测量能力和应用.又为未来深空探测能力进一步提高提供有力的支撑.     

航天员微重力作业训练系统重力补偿控制策略

针对航天员微重力作业训练系统的重力场补偿控制这一关键技术,进行了理论和实验研究。分析了模拟微重力环境的机理,确定了微重力作业训练系统的总体结构方案,提出了一种基于电流反馈的重力补偿控制及多干扰力补偿控制策略。通过虚拟重力补偿控制实验,验证了在地面环境、动态作业过程中,模拟物体在不同空间重力加速度环境下的运动规律,实现了在重力方向模拟空间环境下物体移动的作业训练效果。研究成果为在地面实现三维作业训练系统的控制奠定了基础。     

表面张力贮箱的微重力实验验证--静平衡与重定位

新研制的表面张力贮箱保证在微重力或无重力环境下、在任何时候都能向系统提供不含气的推进剂，因而需要确定液体的空间分布以及在给定微重力加速度下的重定位过程，以便为贮箱的设计提供依据。为此，按照相似理论用缩比模型进行了一系列微重力落塔实验，然后根据测定的重定位时间计算出原型表面张力贮箱的重定位时间。     

微重力科学与应用研究（下）

微重力科学与应用研究（下）＊刘春辉（北京９２００信箱７２分箱·１０００７６）３航天器发动机再启动相关的微重力研究３．１问题的提出航天器在轨道惯性飞行过程是处于微重力环境条件下的飞行，依据工作需要航天器发动机（远地点发动机、姿控发动机、再入发动机等）要...     

气球微重力试验落弹的回收

气球微重力研究是利用气球携带落弹进行模拟空间微重力的一种试验手段。 微重力落弹回收系统是为完成微重力试验后的落弹安全回收而设计生产的。文中叙述了微重力落弹的国内外发展概况,并对我国研制该项目情况作较详细的说明,对结构、伞系统,控制,程序等设计要点作了介绍,最后对四次升空试验结果作了综合说明,试验取得100％的成功。     

基于FDS的微重力条件下密闭舱细水雾灭火过程仿真分析

文章应用火灾动力学软件(FDS)对微重力条件下载人航天器密闭舱细水雾灭火过程进行仿真分析,得到了电缆火灾扑灭过程中舱内温度和CO的分布规律。结果表明,一定倾斜角度喷射细水雾不但会促进烟雾的扩散,还会为燃烧增加新鲜空气,使扑灭过程趋于困难。分析认为,微重力环境中的细水雾灭火器喷雾粒径应控制在100~150μm,且使用时应使喷雾方向与火灾面尽量趋于垂直。     

表面张力贮箱设计中的中性浮力实验方法

介绍了中性浮力实验方法的原理和它在实验中所需的各种条件、设备以及实验用液体的选择。该实验方法能简便地模拟液体的微重力状态 ,并能给表面张力贮箱的设计提供很大的帮助。可利用它测量各种加速度下贮箱中推进剂的位置和形状 ,为表面张力贮箱推进剂管理装置(PMD)的设计提供可靠依据。     

气球微重力试验落弹的回收

气球微重力研究是利用气球携带落弹进行模拟空间微重力的一种试验手段。     

我国微重力搭载试验成果综述

自1987年8月进行了第一次空间微重力试验以来,我国已先后进行了5次空间微重力试验,取得了许多可喜的成果。本文比较全面地综合介绍了我国在空间材料科学和空间生命科学的研究和试验方面所取得的初步成果。     

空间微重力试验

中国早就具有进行空间微重力研究和试验的较好条件,但开始试验是在1987年8月。从那时起共进行了4次试验,取得了可喜的成果。笔者认为应该把微重力科学和技术作为国家的重点前缘学科,有目标、有计划地加以发展。     

模拟微重力期间血浆渗透压的增加

微重力时航天员血浆容量大约丧失１２％，这可能是引起返回后立位耐力下降的原因之一，假设：用６°头低位倾斜（ＨＤＴ）方法模拟长期微重力引起的身体脱水可能增加血浆渗透压（ＣＯＰ）。方法：７名健康男性被试者，年龄３０－５５，进行１６天头低位６°实验，在ＨＤＴ前ＨＤＨ中第１４天和起床后１小时取血，用２０μＬ的胶体渗透压计测血浆胶体渗透压，用修改的Ｅｖａｎｓ染色技术确定卧床前，卧床第１６天和起床后１小时的血浆     

欧洲航天局的飞机抛物线飞行微重力计划

在弹道式飞行操作中，飞机的抛物线飞行会反复地产生达２０秒的失重，在这种抛物线飞行中，可以进行物理和生命科学的短期微重力研究，并在太空飞行之前对仪器设备进行测试和培训航天员。由于这是在真正的失重环境下进行的人体研究的唯一设备，因而可作为诸如浸水、卧床试验等地面模拟失重实验的补充，并为载人空间任务作准备。欧洲航天局（ＥＳＡ）自１９８４年用三种不同的飞机共组织进行２０场次抛物线飞行试验活动，总计飞行超过     

低地轨道环境的应用

1926年,一些著名的科学家还将登月视作愚蠢可笑的事情,然而43年之后,人类却登上了月球。时至今日,人们已在为继续利用太空进行科学研究和工业加工做准备。 目前,空间环境已经用于天文学研究(利用卫星或其它空间设备)、地球观测、导航和通信。后两方面应用还开辟了空间商业市场。空间环境的其它重要应用领域包括微重力、真空环境和辐射。本文将主要介绍低地轨道的微重力和高真空环境及其应用。 一、微重力 微重力环境会对液态或气态物质产生影响。在微重力环境下,