2012年国际空间站科学研究与应用进展

概述2012年国际空间站科学研究的总体态势,介绍技术开发与验证、物理科学、人体研究、教育活动和推广、地球与空间科学及生物学与生物技术等6个领域的主要研究方向,重点分析各领域科学实验开展情况及其新变化,探讨国际空间站科学研究与应用的发展趋向.     

载人航天器操作器系统述评(续)

地球轨道载人航天器的操作器系统用于支持微重力环境舱外活动运作,对空间站的组建与维护以及空间科学实验具有重要的作用。研究分析美国航天飞机与国际空间站及俄罗斯和平号空间站上所有的操作器系统,即美国航天飞机遥控操作器系统;国际空间站上的空间站移动服务系统、日本实验舱遥控操作器系统、欧洲自动臂、轨道更换单元搬运装置、以及改进型天箭号吊机;和平号空间站上的天箭号吊机与舱段再对接操作器系统。其中,轨道更换单元搬运装置与天箭号吊机由航天员直接手动操作,而其它操作器系统都是自动运作。每个操作器系统都有确定的应用目的,合理的设计使它们成功地执行各自所赋予的使命。     

2010年国际空间站科学实验简析

介绍了国际空间站上微重力科学研究概貌，重点分析了2010年首次开展的新实验领域分布特征和新的研究主题，初步揭示了国际空间站科学实验发展态势和趋向。分析结果给出了国际空间站研究热点领域及表现活跃领域；深入研究了新实验集中的研究领域。提出了有望成为未来空间站科学实验的新热点及需要继续加强的研究问题，为未来的载人空间探索行动...     

国际空间站迎来载人飞行10周年

<正>2010年11月2日,国际空间站迎来了载人飞行10周年纪念日。2000年11月2日,俄罗斯"联盟"TM-31飞船与"星辰"号(Zvezda)服务舱对接,第一批长期考察组3名成员——威廉·谢泼德、尤里·吉德津科、谢尔盖·克里卡廖夫进入国际空间站,成为国际空间站上的首批常驻人口,为接下来的长期载人飞行和各类科学实验做准备工作。截至2010年11月2日,国际空间站已经绕地球运行57361周,飞行里程达24.1亿千米,成为迄今持续载人飞行时间最长的航天器。在此期间,共有196人次     

稳步发展的俄罗斯空间站

经过10年的努力,俄罗斯定于1996年向在轨运行的“和平”号空间站发射最后一个对接实验舱——“自然”舱。届时,这座宏伟的空间大厦将全部建成,并至少工作到1998年底。循序渐进的发展模式自1971年以来,人类已发射了9个空间站,其中8个是前苏联发射的,并创造了多项世界之最,如:空间站的尺寸最大,运行寿命最长,人在空间站生活和工作的时间最长等等。这些使前苏联/俄罗斯在空间站领域独占鳌头,至今还保持领先地位。     

国际空间站的建造进入关键阶段

俄罗斯于今年7月12日成功发射了国际空间上占的第三个舱,即“恒星”号服务舱,该舱在7月26日又成功完成了对接。“恒星”号是一个关键舱,是宇航员居住的地方。接着,俄罗斯于8月6日成功发射了“进步”MI—3货运飞船,为国际空间站送去了2430千克货物。这两个舱的成功发射和对接表明国际空间站的建造已进入了关键阶段服务舱发射成功经过多次推迟,举世瞩目的国际空间站第3个舱,即服务舱终于在7月12日升空了。这个名为“恒星”号（又可译为“星辰”号）的能于7月兀日与1998年陆续入轨的“曙光”号功能货舱和“团结”号节点舱复合体在太空…     

跨世纪的航天工程国际空间站

国际空间站是世界航天领域最大规模的载人航天工程,它由6个实验舱、1个居住舱、3个结点舱、平衡系统、供电系统、服务系统和运输系统等组成,其总重为500吨。建成后的国际空间站可容纳7-15名航天员同时在太空工作     

风河软件在美国航天事业中的应用

由美国、俄罗斯共同领导建设的国际空间站 ,是一个集 16个国家技术、人力、财力和物力为一体的空间研究平台、预计在 2 0 0 5年正式运行。国际空间站存在诸多不可预知的因素 ,如发生意外一切都将无可挽回。美国航空航天局 (ＮＡＳＡ)研制的Ｘ - 38返航装置 (ＣＲＶ) ,就是解决在紧急情况下将全体人员安全送达地球的有效方法。有关Ｘ - 38返航装置的建设情况 ,受到全世界许多国家 (包括中国在内 )的关注。1　Ｘ -3 8———国际空间站的救生艇Ｘ - 38返航装置是国际空间站必不可少的一部分。它就像一个小型航天飞机的翻板 ,附着于空间站的外侧…     

载人航天工程空间应用载荷生物安全工程技术体系研究

针对我国载人航天工程空间应用系统科学实验载荷生物危害问题,提出了完整的载人航天工程空间应用科学实验载荷的生物安全工程体系,涉及空间生物安全的定量要求、生物安全等级的划分、生物安全监测以及生物危害的包覆设计等工程范畴。在此基础上,结合我国目前载人空间站空间应用的实际需求,提出了开展空间生物安全防护的工程实践方案和建议,为后续开展载人空间站空间应用系统生物安全设计提供了指导和参考。     

空间站微重力环境研究与分析

太空中的微重力环境对基础科学研究和新技术开发具有重要意义,为了满足未来我国空间站开展微重力科学实验的需求,需要对空间站上的微重力水平进行分析和评估,指导高微重力要求实验载荷的布局和微重力实验期间的飞行任务规划。空间站上的微重力水平用加速度值度量,通常可以分为准稳态加速度、瞬态加速度和振动加速度。针对此问题调研总结了国际空间站的微重力研究情况,并以400 km轨道高度上100吨级"T"字型积木式空间站作为算例,估算其准稳态加速度大小及分布,并初步分析瞬态加速度水平的量级。结果表明,空间站准稳态加速度水平在1μgn量级,主要贡献来自重力梯度效应;瞬态加速度可达103μgn量级。文章对将来我国空间站微重力应用支持的设计工作有一定的借鉴意义。     

穿舱路径对空间站内航天员定向任务绩效影响的仿真试验研究

航天员在空间站内的不同舱段间穿行时常常会遇到失定向的问题。为了探究不同穿舱路径对航天员完成定向任务的影响,建立了多舱段的空间站虚拟环境,并开展试验,研究了不同穿舱路径中完成定向任务绩效的差异。结果表明:定向任务的绩效在不同种类的穿舱路径间具有显著差异,失重条件下运动方式的变化会造成定向任务绩效的下降。研究结果可以为航天员空间站内定向训练和空间站内导航辅助标识的设计提供参考。     

载人航天概率风险评价工程实践及其在空间应用中的前景分析

在总结国外概率风险评价技术在载人航天领域的工程实践基础上,剖析了该技术在载人航天的范围、对象、实施条件等工程适用性问题。结合我国空间站工程空间应用系统有效载荷产品的特点和空间科学与应用实验任务需求,对概率风险评价技术在空间应用系统中的应用前景进行初步分析,提出了该技术在空间应用系统中推广应用的实施策略和实施流程,并以高微重力科学实验过程为例进行了建模示例,探讨了其工程应用的可行性,为后续开展空间科学与应用实验过程的安全性定量风险评价工作提供了参考。     

国际空间站确定新的组装次序

3月2日,国际空间站的各合作方确定了新的组装次序,用来安排航天飞机在2010年退役前的16次飞行。俄罗斯的 NEP 能源模块通过航天飞机发射的计划被取消。对此,美国表示将在2008～2015年期间用空间站美国部分的能源补偿因 NEP 被取消给俄罗斯部分带来的能源损失。欧洲的“伽利略”舱段将在航天飞机恢复飞行后的第7     

国际空间站3名宇航员乘俄飞船安全返回地球

9月16日,3名宇航员乘坐一艘俄罗斯＂联盟TMA-21＂型飞船离开国际空间站并安全返回地球。飞船按照预定计划准确降落在哈萨克斯坦境内。此次返回地球的3人包括2名俄罗斯宇航员和1名美国宇航员。另有3名宇航员留在空间站内。俄罗斯在年开启国际空间站建设计划,但是最近俄罗斯的太空项目接连遭遇事故。     

空间舱室内易滋生微生物的部位特点和在轨防控措施

针对空间舱室微生物污染及微生物清除问题,指出空间舱室内空气流动性差、潮湿以及经常和人体皮肤发生接触的部位容易滋生微生物,阐述了目前使用的细菌过滤元件、便携式除菌装置、舱内抑菌材料、舱内检测及定期清洁等控制措施,并从空间站建设、运行期间微生物清洁控制方面提出在轨防控的建议,为我国空间站建设和运行管理提供参考。     

地球低轨道空间站往返月球的转移轨道设计

围绕地球低轨道空间站约束下的地月往返转移任务,基于圆锥曲线拼接模型和兰伯特问题提出了该约束下的地月/月地转移轨道解析设计方法,并利用高精度动力学模型对初始轨道设计方法进行了验证;对中国空间站和国际空间站往返于月球的转移轨道进行了特征分析,包括轨道转移窗口、速度增量、转移时间以及月固坐标系下的可达月球低轨道和出发月球低轨道。结果表明:中国空间站或国际空间站与月球低轨道之间的往返轨道转移窗口每月至少存在3个;空间站轨道倾角不影响速度增量与转移时间,且不影响可达月球低轨道或出发月球低轨道在月固坐标系下的轨道倾角-升交点经度分布;利用高精度动力学模型可有效针对轨道面约束下的初始轨道设计结果进行修正。     

国际空间站科研应用活动分析与启示

为综合解析国际空间站的科研应用活动,从而为我国空间站科研活动规划提供参考,从科研实验项目和科研产出两个维度出发,统计分析了自2000年9月至2018年10月国际空间站科研实验项目的研究领域分布、各国/地区航天机构侧重领域、实验项目规模时序变化情况,并从科研论文、亮点成果、应用效益等方面综合分析科研产出情况。国际空间站科研活动学科领域宽泛,研究规模持续扩大,成果产出亮点纷呈,并在产生重大科学发现、服务国计民生、推进未来探索三方面获得效益。建议未来我国空间站科研活动立足应用效益,遵循科研规律,提高公众参与。     

面向补给任务的空间站共轨飞行器部署研究

以降低空间站为共轨飞行器补给燃料时补给机动的轨道面外冲量为目标,提出共轨飞行器位置部署分析方法。以光学舱作为共轨飞行器实例进行研究,在分析光学舱补给任务基础上,设计了补给变轨方案。基于虚拟平面思想提出了光学舱共轨部署的拟共轨轨道概念,推导了零面外机动条件下光学舱相对空间站升交点部署位置的一般解析计算模型,并在圆轨道假设条件下得到了简化解析计算模型,最终得到光学舱相对空间站的相位与升交点赤经部署模型。仿真结果表明,光学舱部署位置解析计算模型可以满足工程需求,不同相位条件下升交点赤经部署结果与数值解的相对误差小于3%,采用该解析方法进行光学舱位置部署后,补给任务轨道面外机动降低至原冲量的3.5%以下。     

空间站可充气展开舱外载荷原理样机结构设计与分析

为了给航天员在轨科学实验提供更大的操作空间,并为未来空间站可充气展开舱段及充气式月球基地的建设进行相关技术验证,基于充气式运输居住舱设计理念,设计了一种由多层复合材料构成的柔性外壳及中央芯柱结构组成的空间站可充气展开舱外载荷原理样机。为了给结构限制层在压差作用下的囊体应力估算提供参考,分别推导了结构限制层囊体在压差作用下的环向应力和轴向应力,利用Von Mises应力描述囊体二向应力状态,并将结果与基于ABAQUS的有限元分析结果进行对比,验证了理论分析方法的有效性。最后样机试制及充气展开试验验证了包括舱门机构、地板展开机构和柔性外壳在内的舱外载荷原理样机结构设计方案的可行性。     

国际空间站上的欧洲亮点

国际空间站是一座在建的太空科学城。这个由世界多个国家建造的科学实验的圣地,将迎来经过长期精心准备的欧洲第一个实验舱——哥伦布号。经过多次发射推迟后,美国阿特兰蒂斯号航天飞机计划最早在1月底把庞大昂贵的哥伦布号实验舱送到国际空间站。这将是欧洲航天局在2008年新年伊始为国际空间站献上的一份厚礼。