新技术验证一号卫星

新技术验证一号卫星是我国第一个由企业自主投资开展的航天新技术在轨验证项目。中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院既是卫星的投资方也是用户,卫星由深圳航天东方红海特卫星有限公司抓总研制。新技术验证一号卫星是一颗全新设计的微小卫星,其目的是为了充分利用我国每次卫星发射时运载的剩余能力,开展常态化、低成本的搭载飞行试验,为国内外科研院所、大专院校以及企业所研发的宇航预研成果的空间在轨试验验证提供迅捷、廉价的搭载服务。     

新书介绍

《航天器系统工程》以系统工程设计和工程实现为主线，全面地讲述航天器系统工程领域的基础知识，主要内容包括：空间环境及其对航天活动的影响、航天器动力学、航天任务分析、航天器姿态与轨道控制、航天器结构与机构、航天器热控制、航天器电源技术、航天器遥测遥控与空间数据系统、航天器通信、航天器天线、航天器电磁兼容性技术、航天器软件工程、航天器电测、航天器环境试验、航天器集成设计和多学科优化、航天器工程和航天器项目管理。本书是航天器型号总设计师、总指挥及型号科技人员和管理人员学习掌握航天知识的重要教材，也可作为从事航天型号研制（技术和管理人员）及大学航天专业教学和科研工作人员的参考书。     

航天器编队飞行和空间演示验证技术——有人照料空间实验室与平动-转动物理仿真器

航天器编队飞行是近年来国内外航天领域研究的热点问题,同时也是空间技术今后一个重要发展方向。为此文章首先讨论航天器编队飞行特点;其次研究编队飞行今后能否获得顺利成功应用,有关它的各种算法和软件空间飞行演示验证技术和方法;最后介绍了美国麻省理工学院空间系统实验室（MITSSL）对航天器编队飞行算法软件空间演示验证的方法和实验。     

日本JAXA航天器环境工程验证能力研究

日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）是负责日本航空航天开发的独立行政实体,主要承担日本航天器研究、开发、发射和运行等业务。JAXA拥有日本先进的航天基础设施和环境验证手段,集中了大量高水平的力学环境、真空热环境和特殊环境的试验测试设备,能够承担航天器系统级总装、专业测试和环境试验,也具备航天器原材料、元器件等的环境试验与评价能力。JAXA具有国际一流的航天器环境工程验证能力,对日本航天事业的飞速发展发挥了重要支撑作用。根据我国航天发展战略以及对标国际一流航天先进技术的要求,文章跟踪研究了JAXA的航天器环境工程验证能力的建设、基地布局、管理模式和标准体系等方面的成功经验,提出了我国航天器环境工程的发展建议与启示。     

黏弹阻尼技术在航天器上的应用与展望

黏弹阻尼技术作为一种被动振动控制技术,可有效改善航天器的载荷环境.文章对黏弹阻尼技术在航天领域的应用(包括航天器发射段和在轨段)进行了综述,指出了航天黏弹阻尼技术发展的薄弱环节,提出了有针对性的4项建议,涵盖了建模、空间环境试验、优化技术和试验验证方面的内容,并对未来技术的发展作了展望.     

美日典型试验卫星发展分析

试验卫星是针对空间技术创新发展需求,专门用于对航天新器件、新材料、新设备、新技术、新体制和新概念等进行空间飞行试验验证的卫星总称。试验卫星作为空间飞行试验验证平台,是降低航天风险和成本的有效途径,     

对航天器仿真技术发展趋势的思考

航天仿真技术是指系统仿真技术与航天工程技术的结合,为航天器、航天运输系统和导弹武器系统的设计分析、性能评估、体系对抗、指控及作战训练、故障诊断、运行管理等提供数学或半实物的验证手段和模拟平台.航天器仿真技术主要包括航天工程仿真和航天器系统仿真,涉及分系统仿真与建模技术、多物理场耦合的总体仿真技术以及高效协同的仿真技术.本文在总结航天器仿真技术发展的基础上,提出基于航天器仿真技术的航天工程研制全过程、全系统的多学科多场耦合的总体级仿真体系架构思想,论述了航天器仿真技术体系的需求与构想,阐述了航天器仿真技术涉及的关键技术,并对现代信息技术在航天器仿真技术中的应用进行了展望.     

低温推进剂空间管理技术研究进展与展望

本文介绍了低温推进剂的性能优势与空间管理挑战，梳理了低温流体空间管理(CFM)技术特征及其研究现状，建议按照重力依赖型与重力无关型分类开展技术成熟度提升研究。调研了美国逾半个世纪的CFM技术搭载实验研究历程，分析了各类平台的工作特性与性能优势。基于我国航天发展现状与未来需求，探析了我国开展CFM技术攻关、飞行搭载实验的可行方案。建议在我国载人空间站规划舱内低温技术实验柜与舱外暴露平台实验模块，加速我国CFM技术向工程应用的转化。     

俄联邦2006～2015年航天规划概述(下)

规划的措施体系 规划的措施包括依靠预算资金拨款的措施以及依靠非国家订货商对航天活动投资的措施。 依靠预算资金拨款的措施包括四部分工作：《科学研究与试验设计工作》；《为保持所需数量的轨道航天器集群的运行、保证试验设计工作的完成以及为控制航天器正常运行购买批量的航天技术设备》；《支持航天基础设施项目》；《国家对现代化改造、工业企业的技术装备更新和航天地面基础设施项目发展的基本投资》。     

载人航天可靠性与空间环境试验

文章通过对国外载人航天事故统计,分析各种空间环境条件对航天器及航天员的影响,阐述了空间环境试验对提高载人航天可靠性的重要意义,提出为了提高载人航天的可靠性,应进行充分和严格的空间环境模拟试验。     

我国空间环境试验的现状与发展建议

文章简要回顾了我国空间环境试验的发展历史与现状,并根据我国空间技术发展的需求,从大型复杂航天器环境试验、长寿命航天器环境适应性评估验证与防护、空间环境及其效应在轨飞行实验、月球与深空环境模拟与试验等方面对我国空间环境试验技术发展提出了一些建议。     

发展X-37B空间飞机的背后动因分析

文章通过对X-37B飞行器的飞行试验任务分析,指出了X-37B飞行器不是空天飞机,也不是全球快速打击平台,而是一种低成本太空进入能力的飞行验证器,它的作用定位在空间而不是在空中。通过飞行试验和验证试验,旨在打造一个可重复使用的轨道转移运载器。将美国2010年航天战略的重大调整、国际空间站的运行延期和航天飞机退役等事件结合起来,对X-37B发展的背后动因进行分析,有助于了解美国航天发展的未来趋势。经过动因的详尽分析,指出要特别关注美国航天战略调整的两个重心转向,尤其是两个转向背后的动机。如何正确地认识国际空间站的作用定位,对于审视载人航天的未来发展有重要意义。美国航天战略的调整使载人航天的重心回到近地轨道上。基于中国目前的能力现实,建议中国的载人航天重心放在地球轨道上,做好各种能力的建设,并利用这些能力把地球轨道上的事做得更好。     

基于气动辅助变轨的变气动外形飞行器概念研究--最优控制律问题

从一个天地往返飞行器的上升轨道和再入返回轨道的优化，以及适用不同飞行任务的变轨要求的气动外形问题，提出一项基于气动力辅助变轨的变气动外形飞行器的新概念研究。对于一个固定气动外形飞行器要同时满足上升轨道有效载荷最大和再入轨道热流峰值、过载峰值及机动性能约束下的成本最低往往是困难的。若同时满足不同飞行任务：飞往太空站的运输任务，空间拦截和交会机动巡航任务及星际探测任务，则更为困难，实际上是不可能的。文章研究基于气动力辅助变轨，在热流约束下，气动外形参数变化对最优控制的影响。其结论为：热流约束下的最优控制解，包括考虑推力协同变轨，除了在非约束弧的滚转角不直接受气动外形影响外，其余的控制律，升力系数和滚转角都是气动外形参数和攻角的函数。因而变气动外形可作为一项新技术，即通过气动外形参数变化和相应的变轨策略而获得性能和成本都最佳的用途很广的一种新型飞行器。     

The cost benefits of the Spacelab system to scientific investigations and space applications

In the past, one of the major problems in performing scientific investigations in space has been the high cost of developing, integrating, and transporting scientific experiments into space. The limited resources of unmanned spacecraft, coupled with the requirements for completely automated operations, was another factor contributing to the high costs of scientific research in space. In previous space missions after developing, integrating and transporting costly experiments into space and obtaining successful data, the experiment facility and spacecraft have been lost forever, because they could not be returned to earth. The objective of this paper is to present how the utilization of the Spacelab System will result in cost benefits to the scientific community, and significantly reduce the cost of space operations from previous space programs.The following approach was used to quantify the cost benefits of using the Spacelab System to greatly reduce the operational costs of scientific research in space. An analysis was made of the series of activities required to combine individual scientific experiments into an integrated payload that is compatible with the Space Transportation System (STS). These activities, including Shuttle and Spacelab integration, communications and data processing, launch support requirements, and flight operations were analyzed to indicate how this new space system, when compared with previous space systems, will reduce the cost of space research. It will be shown that utilization of the Spacelab modular design, standard payload interfaces, optional Mission Dependent Equipment (MDE), and standard services, such as the Experiment Computer Operating System (ECOS), allow the user many more services than previous programs, at significantly lower costs. In addition, the missions will also be analyzed to relate their cost benefit contributions to space scientific research.The analytical tools that are being developed at MSFC in the form of computer programs that can rapidly analyze experiment to Spacelab interfaces will be discussed to show how these tools allow the Spacelab integrator to economically establish the payload compatibility of a Spacelab mission.The information used in this paper has been assimilated from the actual experience gained in integrating over 50 highly complex, scientific experiments that will fly on the Spacelab first and second missions. In addition, this paper described the work being done at the Marshall Space Flight Center (MSFC) to define the analytical integration tools and techniques required to economically and efficiently integrate a wide variety of Spacelab payloads and missions. The conclusions reached in this study are based on the actual experience gained at MSFC in its roles of Spacelab integration and mission managers for the first three Spacelab missions. The results of this paper will clearly show that the cost benefits of the Spacelab system will greatly reduce the costs and increase the opportunities for scientific investigation from space.     

利用载人航天器进行热控涂层舱外搭载试验研究

为了解空间环境对热控涂层性能的影响,文章设计了舱外热控涂层搭载试验方案,包括试验件配置、在轨试验和回收方法。试验件在轨试验期间安放在载人航天器密封舱前舱门外,暴露于空间环境中;在实现对接、建立组合体后,航天员不需太空行走即可实施对搭载试验件的回收及再次安装等操作。该方案若成功应用并回收试验件至地面,我国将首次获得热控涂层空间飞行试验数据。     

基于HLA的载人航天器飞行任务仿真平台研究与实现

面向载人航天器飞行任务仿真需求,根据载人航天器的特点以及高层体系结构(HLA)技术,提出了基于高层体系结构的载人航天器飞行任务仿真平台方案,设计实现了由运行管理、飞行指令、数据记录、数据可视化等功能,以及涵盖轨道、姿态、能源、动力学等多个专业仿真模型组成的仿真平台,给出了应用实例,并就仿真平台开发中的联邦开发过程、仿真模型接口软件、飞行场景三维可视化等关键部分进行了探讨。与单一的飞行任务仿真软件相比,该分布式仿真平台覆盖的专业面更全,验证内容更丰富,可扩展性更强。随着载人航天器系统飞行任务复杂程度的提高,通过对仿真平台的扩展和重用,可适应新的任务验证需求。该仿真平台可为复杂载人航天器的飞行任务设计验证提供依据,并对基于HLA的其他航天器仿真系统的联邦设计与开发具有一定的参考价值。     

基于SCL的航天器遥控操作平台设计与实现

为了实现对航天器的透明控制，航天器控制中心开发设计了遥控操作平台。首先提出了遥控操作平台的硬件组成及运行环境；其次结合航天器测控任务的需求，进行了软件功能设计，将遥控操作平台分为四个层次、六大功能，并详细描述了其数据流图；最后明确了遥控操作平台的内部、外部接口以及安全性措施。该遥控操作平台已成功地完成了我国同步和近地卫星早期以及长期管理阶段的测控任务，极大地提高了我国航天器测控能力和测控网资源的运行效率。     

Low cost planetary exploration: surrey lunar minisatellite and interplanetary platform missions

In order to meet the growing global requirement for affordable missions beyond Low Earth Orbit, two types of platform are under design at the Surrey Space Centre. The first platform is a derivative of Surrey's UoSAT-12 minisatellite, launched in April 1999 and operating successfully in-orbit. The minisatellite has been modified to accommodate a propulsion system capable of delivering up to 1700 m/s delta-V, enabling it to support a wide range of very low cost missions to LaGrange points, Near-Earth Objects, and the Moon. A mission to the Moon - dubbed “MoonShine” - is proposed as the first demonstration of the modified minisatellite beyond LEO. The second platform - Surrey's Interplanetary Platform - has been designed to support missions with delta-V requirements up to 3200 m/s, making it ideal for low cost missions to Mars and Venus, as well as Near Earth Objects (NEOs) and other interplanetary trajectories. Analysis has proved mission feasibility, identifying key challenges in both missions for developing cost-effective techniques for: spacecraft propulsion; navigation; autonomous operations; and a reliable safe mode strategy. To reduce mission risk, inherently failure resistant lunar and interplanetary trajectories are under study. In order to significantly reduce cost and increase reliability, both platforms can communicate with low-cost ground stations and exploit Surrey's experience in autonomous operations. The lunar minisatellite can provide up to 70 kg payload margin in lunar orbit for a total mission cost US$16–25 M. The interplanetary platform can deliver 20 kg of scientific payload to Mars or Venus orbit for a mission cost US$25–50 M. Together, the platforms will enable regular flight of payloads to the Moon and interplanetary space at unprecedented low cost. This paper outlines key systems engineering issues for the proposed Lunar Minisatellite and interplanetary Platform Missions, and describes the accommodation and performance offered to planetary payloads.     

在轨释放、分离载荷动力学仿真研究

某些航天器需要在飞行过程中释放、分离载荷,由此涉及的动力学问题,关系到航天器平台与载荷的控制。文章主要对此类航天器的多体动力学问题进行研究,基于机械系统动力学仿真分析（ADAMS）软件平台建立了包括航天器平台、载荷和两类分离机构等在内的仿真模型,通过对三种在轨释放、分离载荷方案的分离过程动力学仿真结果对比分析以及参数化仿真分析,为载荷释放、分离方案设计提供参考。     

Attached payloads on SPACEHAB, growing from the Space Shuttle to the Space Station

Although NASA's Space Shuttle is largely dedicated in the near term to Space Station assembly, 10–16 day flight opportunities still abound for spacecraft technology demonstration payloads, and experiments for the established earth and space science communities. This paper will present the latest developments of SPACEHAB flight systems in order to accommodate the flight needs of these communities on the Space Shuttle today and the Space Station tomorrow. In particular, some examples of payloads from these disciplines will be introduced together with the accommodation and experiment objectives.