航天器太阳电池阵列的发展历程

电源系统是航天器的重要组成部分.航天器电源系统主要有三种类型,化学电池、核电源和太阳电池阵列,而太阳能是航天器系统广泛应用的能源.太阳电池阵列是将太阳能转换成电能的装置,它像翅膀一样在航天器的两边展开,所以又称太阳翼.太阳翼上贴有半导体材料,如掺有5价磷和3价硼元素的硅片,常用的半导体材料还有单结砷化镓和三结砷化镓.太阳电池阵列靠这些半导体材料将太阳能转换成电能.     

载人航天器密封舱微生物防控技术体系框架研究概述

载人航天器密封舱内环境适宜航天员工作和生活,同时也给空间微生物提供了生长繁殖的有利条件。而空间微重力和电磁辐射等环境会加大空间微生物对材料的腐蚀能力。因此,必须对空间微生物防控技术进行体系化研究。文章从空间微生物菌种的采集和鉴定、空间环境下微生物对航天材料的腐蚀机理、载人航天材料抗菌涂层选择以及微生物控制技术等方面对微生物防控体系进行阐述,可以作为开展载人航天器空间微生物防控技术研究的参考。     

全复合材料航天器结构探讨

质轻、价优是选择航天器结构材料的主要条件,用复合材料作航天器结构材料显然比金属材料优越。文中将通过美国海军研究所空间技术中心研制的全复合材料克莱门汀(Clementine)航天器,详细介绍采用复合材料作航天器结构件的利与弊。     

航天器多学科设计优化研究综述

多学科设计优化方法是实现航天器"快、好、省"设计的有效手段.介绍了MDO方法的内涵及航天器多学科设计优化问题的系统表述;总结了航天器多学科设计优化研究在MDO系统建模、集成设计框架开发和MDO应用三方面的国内外进展情况,阐述了航天器多学科设计优化研究存在的困难,并指出多场耦合、分解协调策略以及MDO方法与设计流程的融合等问题是航天器多学科设计优化面临的主要难点;最后,讨论了航天器多学科设计优化理论研究与应用的发展趋势.     

航天器结构材料的应用和发展

文章首先说明航天器结构材料的定义及其性能要求,然后简要介绍航天器结构材料的主要类型及其基本性能,并且综述航天器结构材料的应用概况,最后指出航天器结构材料的发展趋势。     

空间站的在轨技术(二)——在轨补给

空间的在轨补给技术是航天器主要的在轨服务模式之一。它是延长航天器的有效工作寿命、提高航天器经济效益的主要技术手段。本文在大量掌握材料的基础上,分析了在轨补给技术的现状;概括了空间在轨加注的技术要求;对比了三种典型的在轨加注方案:直接加注,更换贮箱,整体更换推进舵;最后以双组元推进剂加注系统为例,简介系统的结构和工作原理。     

《航天控制》选题大纲

<正>1总体与系统技术1. 1航天器动力学模型技术1. 2航天器控制系统方案设计1. 3系统集成与一体化设计技术2制导、导航和控制技术2. 1先进的信息与控制理论及应用2. 2全程复合制导技术(星光、卫星导航系统)2. 3精确末制导技术2. 4航天器自主导航和组合导航技术     

航天器结构材料的应用和发展

文章首先说明航天器结构材料的定义及其性能要求，然后简要介绍航天器结构材料的主要类型及其基本性能，并且综述航天器结构材料的应用概况，最后指出航天器结构材料的发展趋势。     

航天器材料空间环境适应性评价与认定准则研究

航天器材料空间环境适应性是指航天器材料适应空间环境的能力,同时又是航天器系统级空间环境适应性的基础。确保航天器材料空间环境适应性是航天器研制初期重要环节。文章首先介绍了航天器材料的空间环境适应性类型;其次列举了材料空间环境适应性评价试验标准体系;然后分析了空间环境适应性评价手段与认定准则,包括选材阶段的评价试验、采购和使用阶段的验收试验以及空间环境适应性的认定。文章对我国航天器材料空间环境适应性评价与认定工作提出若干建议,为航天器材料选择和空间环境适应性控制提供参考。     

航天器表面带电的控制

作为航天器电磁兼容性的一个分支—航天器表面带电的控制已成为可靠性设计的一个重要部分.简要阐述控制航天器表面带电的设计原则,着重对下述各方面提出了卫星带电的控制措施和静电放电的技术设计,并提出一些技术规范:卫星整体和分系统;卫星结构;卫星的电子器件,电气部件连接、布局、接地和屏蔽;卫星表面材料和结构材料的选取;热控制;无线电通信、天线;电源系统;姿态控制;有效载荷等.     

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。     

微小卫星热控系统的研究现状及发展趋势

文章针对微小航天器研究现状和发展需求给热控系统设计带来的难点和挑战,从传热学和控制学两个角度,对近年来微小卫星热控领域出现的先进的热量收集、传输和排放装置展开论述;追踪了国内外学者提出的热控发展新的理论和方案。总之,开展各种智能、灵巧的航天器热控部件研究及针对高性能传热装置的控制策略研究是由微小卫星的结构布局和任务特点所决定的必然要求和发展趋势。     

Decentralized coordinated control for multiple spacecraft formation maneuvers

We investigate the decentralized coordinated control problem by looking into local information exchange among formation flying spacecraft regarding formation maneuvers. The nonlinear dynamics that describes the motion of formation flying spacecraft relative to a reference spacecraft is considered for the general case, in which the reference spacecraft is in an ideal elliptical orbit. With the novel use of consensus algorithms combined with behavior-based control, coordinated formation controllers are proposed for three schemes: (i) with full state feedback; (ii) without velocity measurements; (iii) and with external disturbances and parametric uncertainty. The three algorithms used in the schemes can achieve both formation maneuvering and formation keeping, as well as consider actuator saturation. Numerous simulations demonstrate the effectiveness of the proposed control schemes.     

海运及沿海发射期间航天产品的腐蚀风险与应对策略

海南发射场投入运行在即,在此发射的航天器在海运和发射场期间将面临着腐蚀的风险。文章对比了海南发射场与酒泉、西昌、太原等内陆发射场的腐蚀环境差异,例举了NASA肯尼迪航天中心在海运和发射场期间航天产品的腐蚀案例,分析了我国未来航天器在海运和海南发射场期间的腐蚀风险,并根据NASA、ESA对沿海发射场航天器腐蚀的应对策略,提出了相应的防腐蚀建议与措施。     

国内外航天器密封舱主结构材料的选用

介绍了国内外航天器密封舱主结构常用的铝合金材料,并对其常规力学性能、断裂韧度、焊接性能、抗应力腐蚀性能等进行了比较。同时,结合不同的使用环境及条件对可选材料进行了分析,给出了目前及未来密封舱主结构材料的选择建议。文章研究结果可为大型航天器密封舱主结构研制提供参考。     

System test results from the GNC experiments on the PRISMA in-orbit test bed

The PRISMA in-orbit test bed will demonstrate guidance, navigation, and control strategies for spacecraft formation flying and rendezvous. The project is funded by the Swedish National Space Board and the prime contractor is the Swedish Space Corporation. The project is further supported by the German Aerospace Center, the Technical University of Denmark, and the French Space Agency. PRISMA was launched on June 15, 2010 and after three weeks of operations, all on-board systems and units have passed an initial commissioning phase. Separation of the two PRISMA satellites from each other is expected by mid-August 2010.PRISMA consists of two spacecraft: MAIN and TARGET. The MAIN spacecraft has full orbit control capability while TARGET is attitude controlled only.The Swedish Space Corporation is responsible for three groups of guidance, navigation, and control experiments. These experiments include GPS- and vision-based formation flying during which the spacecraft will fly in passive as well as forced motion. The three experiments are: autonomous formation flying, proximity operations with final approach/recede maneuvers, and autonomous rendezvous. This paper presents system test results from two of these experiments as obtained with the flight-ready system. The system tests consist of a series of simulations performed on the flight model spacecraft with a large amount of hardware in the loop.     

载人航天器内菌斑清除装置设计及初步应用验证

为了能够快速有效地清除空间站等载人航天器舱内的菌斑,提出了一种菌斑清除装置方案。从样机原理结构、载荷强度仿真、工艺参数分析和优化方面进行了阐述。地面验证实验的初步结果表明:样机在最优工艺条件下,即风速20 m/s、紫外LED灯功率5 W、光照时间10 min时,菌斑的收集率和杀菌率可达到91%和99.5%,满足使用需求;快速染菌实验表明:样机对易腐蚀菌株芽枝状枝孢霉、黑曲霉、金灰青霉的菌斑清除率和杀菌率均在90%以上;实际应用中,对密闭舱室灯板上的菌斑清除率达到99%。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。     

原子氧对航天器热控材料影响试验研究

原子氧对航天器热控材料的影响是航天器热控设计必须考虑的因素之一。文章对航天器舱外常用热控涂层和外用复合膜两类材料进行了地面原子氧及原子氧+远紫外辐照试验,试验获取了不同原子氧积分通量下涂层和复合膜的影响数据,并对热控材料实施部位性能退化的关系进行了分析,研究结果将为航天器热控设计与分析提供数据支持。     

Surface characteristics of spacecraft components affect the aggregation of microorganisms and may lead to different survival rates of bacteria on Mars landers

Layers of dormant endospores of Bacillus subtilis HA101 were applied to eight different spacecraft materials and exposed to martian conditions of low pressure (8.5 mbar), low temperature (-10 degrees C), and high CO(2) gas composition and irradiated with a Mars-normal ultraviolet (UV-visible- near-infrared spectrum. Bacterial layers were exposed to either 1 min or 1 h of Mars-normal UV irradiation, which simulated clear-sky conditions on equatorial Mars (0.1 tau). When exposed to 1 min of Mars UV irradiation, the numbers of viable endospores of B. subtilis were reduced three to four orders of magnitude for two brands of aluminum (Al), stainless steel, chemfilm-treated Al, clear-anodized Al, and black-anodized Al coupons. In contrast, bacterial survival was reduced only one to two orders of magnitude for endospores on the non-metal materials astroquartz and graphite composite when bacterial endospores were exposed to 1 min of Mars UV irradiation. When bacterial monolayers were exposed to 1 h of Mars UV irradiation, no viable bacteria were recovered from the six metal coupons listed above. In contrast, bacterial survival was reduced only two to three orders of magnitude for spore layers on astroquartz and graphite composite exposed to 1 h of Mars UV irradiation. Scanning electron microscopy images of the bacterial monolayers on all eight spacecraft materials revealed that endospores of B. subtilis formed large aggregates of multilayered spores on astroquartz and graphite composite, but not on the other six spacecraft materials. It is likely that the formation of multilayered aggregates of endospores on astroquartz and graphite composite is responsible for the enhanced survival of bacterial cells on these materials.