模块化核动力航天器设计及其关键技术

为提高核动力航天器关键技术的可继承性与可扩展性,缩短核动力航天器研发周期,降低研发成本,本文通过总结国外核动力航天器发展现状,梳理核动力航天器研制特点,结合模块化航天器概念及设计原则,首次提出模块化核动力航天器概念。将核动力航天器分为核电源模块、平台中心模块、载荷模块3大独立模块,并针对体系架构设计提出3层建设方案,针对模块化核动力航天器梳理关键技术难点,为后续项目研究提供应用参考。     

外空核动力源应用的国内外法规体系概述及我国的对策

正"嫦娥"一号月球探测任务的顺利开展标志着我国加快了深空探测的步伐。深空探测面临的首要问题是航天器的能源供给,由于太阳能提供的能源有限,于是在航天器上搭载核动力源就成为了现阶段最为现实和理想的解决方案。外空核动力源相比地球表面的核能应用具有更大的不确定性和安全隐患,为了对外空核能应用进行严格的限制,以美国和俄罗斯为代表的最早应用外空核动力源的航天国家,在国     

俄罗斯宇宙核电动力发展研究

<正>近年来,随着太空探索的不断推进,空间核动力技术在世界范围内掀起热潮,该技术可以将核能转换成热能、电能或推进动力,以满足多种航天器的飞行需求。相比化学燃料、离子推进和太阳能推进等技术,空间核动力技术具有抗辐射能力强、体积小、质量轻、寿命长、窗口利用率高等诸多优点。在空间核动力技术领域,俄罗斯取得的成果不容小觑。自20世纪70年代以来,苏联/俄罗斯有关科研单位及企业就一直在开发可用于轨道间拖船的核动力装置,积累了深厚的技术基础。核动力技术应用潜力广泛,例如,用于建立月球基地、载人火星考察、星际航行等太空探索任务,将航天器低成本送入高轨,太空垃圾清除,以及保护地球免受彗星、陨石威胁等方面。     

核动力航天器发展历程（下）

三、新世纪 进入21世纪,多极化格局日益显现,核动力航天器发展呈现出新的特点,我们称之为新世纪,时间跨度约从21世纪初持续至今。美国和俄罗斯都不约而同地将目标瞄准兆瓦级以上核动力航天器的研发,应用则主要面向载人星际飞行。     

空间核动力平台电力管理系统的设计

空间核动力平台是一种全新的电源推进一体化航天器,其电力系统具有三相交流输出、工况多且复杂、母线电压体制多等特点。为了解决空间核动力平台负载供电诸多难题,通过对系统功能、负载类型、母线体制、组成配置、工作模式、控制机制等方面论证分析,提出了一种新型空间核动力平台电力管理系统架构。其中,变配电系统从硬件实现角度解决了基于布雷顿热电转换系统输出为负载稳态供电问题,自主控制系统从软件控制角度解决了主能源、辅助能源等多能源间流动控制以及负载暂态匹配问题,这为未来空间核动力平台电力管理系统研究工作奠定了基础。     

美研究核动力航天器事故

美国战略防御计划局(SDIO)正在研究从轨道上取回有故障的核反应器的各种方法,以防止在部署数百个SDI的核动力航天器之后引起大灾难。 虽然SDI还未下决心部署空间核动力航天器,但最近几个月,它已经开始实施一项称作“空间搜索/核救援”(Siren)的计划。 SDIO最近已经与科学应用国际公司等三家企业签订了三项总价值为15万美元的合同。按合同规定,到1988年年底,这些公司将要提出方案报告。 一种可行的方案是用NASA的轨道机动器将出故障的核动力卫星送入更高、更安全的轨     

空间核动力技术概览与发展脉络初探

在概略介绍现有技术方案基础上,初步探讨空间核动力技术的发展脉络,并分析其未来发展方向.基于固体核反应堆的空间核电源、核电推进及核热推进,是经过试验验证可行、具有一定技术基础并可预期实现空间应用的空间核动力技术.更先进的概念方案包括:基于气体核反应堆的核电源/核热推进、脉冲核爆推进、核裂变碎片推进等,它们的性能逐代跨越直至逼近理论极限.要充分利用核能的潜力,一方面需要提高单位质量核燃料的核能释放率,另一方面也需要减少核反应产物动能转换为无轨热运动的比率.核能潜力的充分利用需要以增加系统质量为代价.为满足未来宽广的空间任务需求,多物理机制驱动的大深度变工况一体化核能空间动力系统是未来必然发展趋势.     

2010年全球航天活动回顾（中）

三、欧洲 欧洲阿里安5火箭2010年发射6次．均为一箭双星发射．共部署12颗静地轨道卫星．包括10颗商业通信卫星、1颗军事通信卫星和韩国的“通信、海洋与气象卫星”（COMS）1。这一年成功发射的欧空局和欧洲各国航天器共有14个．包括5颗商业通信卫星、1颗军事通信卫星、     

太空碎片演化史

自从1957年苏联发射第一颗人造地球卫星以来,人类进行了约4900次火箭发射,将6000颗左右的卫星送入太空。据不完全统计,目前地球轨道上至少有12500件物体。在所有记录在案的轨道物体当中,6％是正在运行的航天器,38％是退役卫星、报废的火箭末级和“与飞行任务有关的物件”（包括发射适配器,镜头盖等）,剩下的56％来自1961年以后的200多次事故,这些事故除少数撞击（不到10个,包括意外发生的和有计划的）之外,大多数是航天器和火箭末级爆炸。     

空间堆核动力技术选择研究

目前,基于太阳能、化学能的空间电源与空间推进技术,其技术能力的发展已接近极限状态,未来亟需开发基于核能的先进空间动力技术。针对低成本空间轨道运输、高功率载荷航天器、深空探测器、行星表面探测与开发等应用场景,以空间堆核电源为重点,分析了国际发展现状和未来航天需求,分别针对大功率(100 kWe～1 MWe)和小功率(1 kWe～10 kWe)应用需求,提出了技术主导方案,围绕主导技术方案梳理了关键技术,为我国空间堆核动力技术发展规划和预先研究提供参考。     

中国空间站将成为宇宙研究重要平台

1957年至今,全世界在空间科学方面共发射了890个航天器,约占航天器总数的20%。其中空间天文方面约有500个航天器:开展太阳及日球探测的约150个,月球反行星探测的约200个,宇宙天体探测的约150个。遗憾的是,中国作为空间大国,至今尚未发射一颗空间天文卫星,,仅仅在2001年发射的"神舟二号"飞船上进行过初步的伽马射线天文观測试验。然而运个情况在不久后将彻底改观——随着我国空间站建设步伐加快,空间天文学研究方面已开启系列重大发展计划,在今后15～20年,平均每年将有3颗相关卫星发射,并有望获得重大突破。     

航天器百千瓦级分布式可重构电源系统设计

随着大功率通信卫星、高分辨率SAR卫星、大功率电推进航天器、核动力航天器、大型在轨服务站等对超大功率能源系统需求不断增强,100 kW超大功率电源系统成为未来大功率航天器电源系统的发展趋势。文章结合航天器电源系统研究基础,对100 kW电源系统的高压、大功率、分布式的任务特点进行分析,设计一种分布式可重构电源系统,提出了系统拓扑架构和相应的控制策略,并对高压大功率变换控制技术、多通道能源管理技术、高压大功率元器件技术和系统可靠性、安全性技术进行研究。对文章提出的电源系统进行软件建模和仿真,结果表明:100 kW电源系统拓扑架构和管理控制策略合理可行,系统稳定性较好,鲁棒性强,可为后续大功率航天器电源系统研究和设计提供参考。     

空间核动力源应用国际规则现状与发展分析

正随着国际社会对于深空探测的日益关注,相应的航天器在外空使用核动力源的法律问题也日益突出。关于核动力航天器的国际规则主要是1992年的《核动力源原则》和2009年的《外层空间核动力源应用安全框架》以及其他相关的国际法律文件,相关的国际规则谈判正在开展。中国在发展核动力源空间应用技术与工程的过程中,也应当重视国家战略制定、管理体系与法律政策体系完备、透明度提高等层面。同时在预判外空规则国际谈判趋势的前提下,对中方的角色进行     

航天器的表面带电及其防带电设计

本文概要叙述了航天器表面带电对航天器系统的危害并提出在航天器设计和制造期间所必须考虑的相关问题。随后介绍了国外有关航天器表面带电问题的技术文档,其中包括用于评价和控制航天器带电影响的设计指南、航天器带电试验技术标准及航天器带电手册。最后简要介绍了这些技术文档在减少航天器带电危害中的作用及使用方法。     

守卫牧星初心 守护太空星辰——中国空间技术研究院在轨航天器数量突破200颗的管理经

正2021年是中国空间技术研究院(以下简称研究院)抓总研制的型号任务发射次数和数量再创新高的一年,随着年初型号发射任务取得连战连捷的好成绩,研究院在轨航天器数量成功迈进200大关。1970年,由研究院抓总研制的我国第一颗人造地球卫星——"东方红"一号卫星成功发射,并在轨稳定运行,在此之后,研究院砥砺奋进,用时33年,于2003年实现在轨运行航天器突破10颗;2015年,在轨运行航天器数量突破100颗;而在轨航天器数量从100颗到突破200颗,只用了不到6年时间。     

资源二号卫星揭开中国航天遥感新篇章

2000年9月1日,中国的一种新型传输型遥感卫星—资源二号卫星由长征四号乙运载火箭携带从太原卫星发射中心发射升空,进入预定的太阳同步轨道。 这是中国运载火箭的71次发射(包括用于发射外国卫星的20多次)。至此,进入太空轨道的国产航天器(含中、外联合研制的2颗卫星)的总数达到50个(其中人造卫星49颗,试验飞船1艘)。     

2022年世界航天发射活动回顾

<正>2022年,全球共进行了187次航天发射,发射航天器2516个(含1颗模拟卫星),双双打破了2021年创造的146次航天发射和1854个航天器的发射纪录,成为人类开展航天活动以来航天发射次数最多和航天器发射数量最多的一年,也标志着全球年度航天器发射数量首次超过2000个。2022年,全球成功发射179次,此外42个航天器因7次发射失败和1次部分失败未能入轨。我国共发射64次,涉及193个航天器,其中15个航天器因2次发射失败未能入轨。     

基于氢化镁的核电/核热双模共质空间核动力技术

针对未来空间任务对能源和动力日益提高的需求,提出了基于氢化镁的核电核热双模共质空间核动力技术。该技术以一种储氢密度高、热稳定性较好,能够以常温常压储存的氢化镁作为工质,通过核能加热后氢化镁分解成为核热推进可用的高压氢气和电推进可用的单质镁,并结合高效动态热电转换系统,形成大功率核电源、大功率超高比冲核电推进、高比冲氢气核热推进以及大推力镁核热推进多种工作模式。基于氢化镁的多模共质空间核动力技术解决了低温推进剂、气态工质在空间应用时的存储安全性和存储密度低的问题,其具备的多种工作模式能够针对不同任务需求提供相应的能源或者动力输出,提高核动力飞行器任务能力。     

智能卵石研制将改变航天器传统结构

智能卵石大基拦截器的早期研制工作很有可能会改变航天器传统的设计、生产和控制途径。 智能卵石大基拦截器计划所需的拦截器为上千颗,所以它的寿命周期成本将是美国是否决定生产和部署这种拦截器的关键。由于数量大,美国对待这种小型航天器的设计和生产必然要像对待战术导弹或灵巧炸弹那样。这对航天器来说是从未有过的,而且它们在部署后也不能像卫早那样一一进行控制,而是要将这上千颗小航天器作为一个整体或作为一个星座来控制,不然耗资太     

日本的SOLAR-A飞行计划

1991年日本计划发射Solar-A航天器。该航天器将携带X和伽马射线观测仪器。其任务是用硬X射线(1.5～10万电子伏)和软X射线(0.3～3千电子伏)对太阳耀斑进行高分辨率成像。Solar-A任务具有很浓的国际合作气氛,其中包括与美国和英国的合作。