地球同步轨道长寿命卫星热控涂层太阳吸收率性能退化研究

文章介绍了15年地球同步轨道环境对卫星表面太阳吸收率性能影响的试验模拟研究,研究结果为长寿命卫星热设计及热控涂层选择和研制提供可靠依据;介绍自行研制的空间低能综合环境试验设备、太阳吸收率原位测试系统和空间低能综合环境模拟试验方法,并对航天器常用的S781白漆、SR107ZK白漆、F46镀银和OSR二次表面镜热控材料进行空间低能综合环境模拟试验,获得了这些热控涂层在地球同步轨道15年期间太阳吸收率性能退化模拟数据,与已有的飞行试验数据进行对比研究,取得满意的结果。     

航天器在上升段的空间辐射外热流计算

本文提出了航天器在上升段的空间辐射外热流计算公式及航天器在该段是否进入地球阴影区域的判定准则。本公式与航天器在轨道段的空间辐射外热流公式,为航天器的热设计及地面热真空试验提供了基本依据。     

中国科学实验卫星的先驱实践一号

空间科学探测，不仅对认识自然界，研究发生在近地空间、日地空间和行星际空间的各种自然现象，以及这些现象同人类赖以生存的地球和大气环境的关系，具有重要意义，而且同人造卫星和其他航天器的研制有着十分密切的关系。人造卫星、载人飞船等航天器在空间运行过程中，会遇到各种复杂的空间环境。例如，地球附近的辐射带中存在大量的带电粒子（质子和电子），尤其是伴随着太阳耀斑爆发而喷射出的强大的太阳质子流，对于人造卫星、载人飞船的材料、元器件、仪器设备以及宇航员部有不同程度的损害作用；高空地磁场与航天器内通有电流的导线和铁磁材料等相互作用，会改变航天器的姿态；高空的稀薄大气是直接影响人造卫星运行轨道和寿命的主要因素；来自太阳的短波辐射、紫外辐射、X射线等对航天器的表面材料和器件，如温控涂层、太阳电池和光学镜头等性能有重要影响；高空大气电离层结构影响着无线电波的传播，因而也影响卫星通信的传播方式和通信性躲宇宙无线电噪声也会对空间通信的性能和效果产生影响；近地空间的微流星物质对航天器结构可能造成损害。因此，把空间科学探测仪器送到外层空间，对太空中的各种现象进行直接观测，取得定量结果，作为航天器的设计依据，其重要意义是显而易见的。[编者按]     

高精度空间加速度计及其应用

高精度空间加速度计不仅可以用来测量航天器受到的非引力, 例如航天器受到地球的热辐射压力、太阳辐射压力、大气阻力等, 而且还可以作为惯性参考用来改善航天器的微重力水平, 即对航天器进行无拖曳控制. 通过对开环加速度计基本工作原理的研究, 概述了高精度空间加速度计的发展趋势和现状, 介绍了几种不同类型的高精度空间加速度计, 重点讨论了其在地球科学和空间基础物理研究中的应用.      

光学太阳反射器的性能评价试验规范

航天器在地面待发射期间和空间实际飞行过程中，热控元件光学太阳反射器要遇到各种地面和空间环境，为了航天器的可靠和长寿命，必须对所制备的ＯＳＲ涂层进行各种地面和空间环境试验并对其各项性能检验与考核，该文就这一系列试验的目的和规范进行了讨论。     

探测地球自然灾害的一种方法

通过探测地球整体的辐射温度变化,即在空间把地球作为一个辐射点源对待,同时又将地球分成几百个局部,视为一个面源,进行实时的比较;又分别对太阳和宇宙背景的辐射温度变化进行测量,来了解地球表面和地气的热温度状况和太阳对地球、对宇宙背景能量传输的情况。从而研究地球上大规模灾害性事件(包括火山的爆发、地震、大气环流、气候变异等…)在整个地球上所能反映的热温度效应。探测地球在宇宙空间非平衡热状况下(太阳温度6000K;地球温度300K;空间背景3K)的耗散结构,研究在这种状况下物理力学的一些自会聚和自组织现象(即地球上灾害性事件形成过程),形成一门非平衡宇宙热力学,并使之成为一门实验科学。文章着重介绍为此目的实施的探测方法和其应用前景。     

在轨航天器地气光环境分析

为得出定量化的遥感观测地气光环境数据,建立了简化的航天器地气光分布计算模型,首先将航天器及其各类运行轨道归纳到统一的照明模式中,地气光的分布主要考察航天器轨道面与地球晨昏面的夹角,然后考察航天器在每轨中的具体相位,以建立照度的几何传递关系;随后考察太阳辐照经地表后,最终到达航天器遥感观测载荷的光照度.计算结果能反映地气光在载荷观测方向2π半球视场内的分布情况,根据分布随空间变化的具体量级,对不同的离轴角进行照度积分,可转化为对观测仪器的地气光抑制能力要求.      

航天器异常与空间环境

本文研究考查了靠近或在地球同步轨道上的ＳＣＡＴＨＡ、ＴＤＲＳ－１卫星以及ＧＰＳ、ＧＯＥＳ卫星组等的各自１０年左右运行时间中,空间环境所导致航天器异常的发生率的年分布特征,月分布特征,地方时分布特征以及不同类型的发生率分布特征。结果表明,由于不同空间环境因素对航天器作用不同,引起异常类型不一样,因此,太阳长周期和短月,地方时周期活动对航天器异常发生率影响无简单的统一规律特征;长周期中的单粒子事件是由     

反演航天器在轨瞬态外热流的导热反问题

获得航天器在轨飞行过程中的外热流数据对于研究热控涂层在轨退化规律、各种空间因素对热控产品的影响以及航天器姿轨控发动机羽流热效应都有非常重要的意义,然而直接测量热流存在很多困难,因此可以通过求解导热反问题得到满足一定精度的结果.首先,通过研究利用航天器设备在轨遥测温度值反演出航天器在轨瞬态外热流的导热反问题方法,建立了反演航天器在轨瞬态外热流的数学模型,采用共轭梯度法求解导热反问题并从物理概念角度改进了共轭梯度法的迭代过程以增加其抗不适定性;然后构造了两组能够代表目前大多数地球轨道航天器以及深空探测航天器在轨吸收外热流变化的数值试验对共轭梯度法的反演效果进行了检验.除阶跃变化位置以外反演值与真实值的最大相对偏差为2.9%,反演效果非常好;对于阶跃变化位置的吸收外热流在对反演结果进行分析处理后也能够得到较好的反演结果.      

新盛世计划的第5颗卫星ST-5--"纳卫星星座开拓者"

□□新盛世计划是美国航宇局（NASA）执行的新技术飞行演示试验空间计划。其目的是满足未来空间科学任务的需求，降低未来空间科学任务采用新技术的风险。新盛世计划的第1个航天器深空－1（DS－1）已经成功发射运行，并按计划完成了包括太阳电推进在内的一系列新技术试验任务；     

美国庞大的地球观测使命计划

在地球的环境日益遭到严重威胁,世界各国纷纷采取行动保护我们星球的情况下,利用卫星从空间监视地球的技术正发挥着新的作用,引起人们的重视。美国航宇局(NASA)率先提出了一项耗资150～300亿美元,为期15年的地球观测使命(Missionto Planet Earth)计划。根据这项计划,美国、欧洲和日本将研制和发射新的大型地球监视航天器。苏联最近也提出请求参加这项计划。地球观测使命计划内容为跟踪全球的环境变化,研究陆地、海洋和空气间的复杂的相互影响关系。此项计划,再加上空间站计     

技术水平有提高空间天气早知道"探测"系列科学卫星展新貌

2003年12月30日发射的中国探测-1卫星是"地球空间双星探测计划"(简称"双星计划")中的第1颗卫星,运行在赤道轨道.2004年7月25日,"双星计划"的第2颗卫星--探测-2由长征-2C改进型火箭送入地球极轨道.这2颗探测地球磁层空间的卫星分别运行于目前国际上地球空间探测卫星尚未覆盖的重要活动区,主要用于研究太阳活动、行星际磁层空间暴和灾害性地球空间天气的物理过程.     

航天器微流星体及空间碎片环境与风险分析

微流星体及空间碎片的高速撞击威胁着长寿命、大尺寸航天器的安全运行 ,导致其严重的损伤和灾难性的失效。文章对低地球轨道微流星体及空间碎片环境进行了分析 ,给出了微流星体及空间碎片对航天器威胁方向的确定方法 ,得到了空间碎片撞击航天器相对撞击角的概率分布以及地球对微流星体遮挡的影响。编制了风险分析软件 ,以采用单防护屏防护结构的柱状低地球轨道航天器为例进行风险分析。     

世界最先进的太阳观测卫星升空

太阳对地球气候和空间天气影响十分巨大,太阳耀斑爆发时可将宇宙粒子喷射抵达地球而中断卫星通信,甚至导致地面供电中断.最新的研究也表明,地球气候为宇宙星体相互作用所致,而太阳对其影响首当其冲,所以监控和研究太阳的活动性十分重要.     

太阳"打喷嚏",航天器"躺枪"

人类的航天活动日益频繁,意味着需要应对的空间天气危害挑战越来越多. 幽幽的极光是独特的自然景观,一般情况下只有在南北极高纬度地区的人们才能有幸一览其芳华.极光的出现需要3个条件:大气、磁场与高能带电粒子.太阳不断向太空抛射出带有巨大能量的带电粒子,当这些粒子来到地球附近时,被地球强大的磁场干扰,飞向南北两极,与大气分子...     

第三届中国空间热物理学术会议征文

<正> 兹定于1982年第四季度召开第三届中国空间热物理学术会议. 征文内容: 1.航天器的热设计:航天器的外热流计算;航天器轨道段温度计算和分析;各种温控机构:热管、百叶窗、热开关、旋转盘、相变材料、辐射器等;航天     

航天器在轨道运行中太阳帆板的温度问题

本文应用能量平衡的基本原理, 获得了航天器在几种典型热工况中太阳帆板的能量平衡的基本方程以及宇宙空间的热辐射角系数基本方程.利用数值积分法, 得到了角系数的数值以及太阳帆板在不同的轨道所承受的最大温度波动, 在考虑这一温度效应后, 用有限元法分析计算了太阳能电池帆板的固有频率特性.计算结果表明, 航天器在空间轨道运行时, 通过阴区和阳区所产生的温度变化对太阳帆板的动力学特性影响是不容忽略的问题.      

航天器在太空会不会被冻“感冒”?

<正>航天器在太空环境中运行会遇到高温和低温两种环境。因为太阳是一个巨大的热源,而在太空的真空环境中无法进行传导与对流散热,所以在太阳直接照射到航天器时,如果不加防护,其温度可达100℃以上;但当航天器进入地球或地外星球阴影区时,温度又会低于-100℃以下。显而易见,航天器内的各种仪器设备不可能在如此大的温差环境中正常工作。另外,所绕星球的太阳光反射和红外低温辐射也会影响航天器温度;航天器内的仪器设备工作时还要向外散发热量。为此,航天器要有热控制(或叫温度控制)分系统,把航天器内温度控制在仪器设备可以正常工作的温度范围内。     

舱外航天服空间热流分析计算

进行了舱外航天服的被动热防护性设计,了解其空间辐射换热及空间热流.分析了舱外航天服空间热交换的特点及其真空屏蔽绝热层的隔热性能,确定了航天服、地球、飞船及太阳照射方向的4种典型相对位置关系,对各相对位置下航天服的空间辐射外热流进行了分析,并建立了空间热流的计算方法,对航天服表面最大得热与漏热进行了求解.最终计算结果表明:航天服被动热防护性能对空间热流的影响很大.进行被动热防护设计首先应提高隔热性能,并适当减小表面太阳辐射吸收率与表面黑度的比值.     

航天器表面污染物质沉积变化和控制因子评估

航天器进入空间环境以后,空间环境分子污染和颗粒污染形成了航天器表面污染层,从而对航天器的各技术分系统产生不同的负面影响.介绍了中外中轨道航天器表面污染物质沉积变化在轨探测结果,并对污染物质沉积量变化和控制因子做初步评估.结果表明,污染物质沉积量在航天器入轨初期的1~2年内受航天器自身出气物质量、放气速率、表面温度及所处的气流方向等因子所控制.初期沉积量大,正是受到航天器入轨后自身出气量大、放气速率较高的控制,同时迎风面比背风面沉积量大.入轨后期表面沉积量长期变化呈现出明显的降变或缓慢涨落,而且具有全向性特征,因此探讨了具有全向性影响能力的控制因子相关特性,其中高能粒子通量和太阳紫外辐射通量变化可能是主要控制因子.