21世纪载人航天活动展望(5)

3.3 对太阳系其它天体的探测 在对太阳系的开发和利用中,除了月球和火星外,还应该考虑小行星以及一些外层行星的卫星.     

图解深空探测史

正火星探测(上)火星是太阳系八大行星中距离太阳第四近的行星,也是距离地球轨道第二近的行星。火星自转轴倾角为25.19°,自转周期为24小时37分,都与地球相近。大约每26个月就会发生一次的火星冲日,是将探测器送往火星的绝佳时机,此时地火距离通常只有不到1亿公里,而在火星大冲时,这一距离甚至只有5500万公里。迄今为止,人类发往火星的探测器数量超过40个,是除了月球之外人类探测最多的太阳系天体。     

中国深空探测领域发展及展望

正深空探测一般指对月球及以远的地外天体进行空间探测的活动。20世纪50年代末,人类开启了深空探测的序幕。迄今为止,已发射深空探测任务超过240次,对太阳系内包括月球、行星、彗星、太阳等天体进行了探测,飞行最远的探测器距离地球超过200亿千米。通过深空探测,取得了大量科学探测和技术成果,拓展了人类对太阳系和宇宙的认识,推动了空间技术的进步。中国的深空探测起步于月球探测,按照探月工程"绕、落、回"三步走的任务规划,自2003年启动探月工程一期研制以来,已成功实施了4次探测任务;并正在按计划进行月球和火星探测任务的研制工作,即将在今后3年内发射实施。与此同时,正在论证后续月球、小天体、     

质谱计在行星系统与小天体探测中的应用

质谱计多次应用于行星系统和小天体的大气层与土壤吸附气体或挥发组分及其同位素含量探索,是太阳系行星系统和小天体探测计划中的首选载荷之一。大气和土壤元素及其同位素组分探测对资源勘探、行星系统的宜居性、天体演化、起源及其重要事件的精准时间坐标研究等具有重要意义。质谱计已多次成功应用于火星、土星系、木星系、彗星等探测任务中开展大气环境探测。质谱计的探测对象主要包括太阳系行星、行星卫星如月球、木星伽利略卫星、土卫,以及地外小行星和彗星。四极杆质谱计在当前的深空空间环境探测活动中应用最为广泛。利用四极杆质谱计除可用于探测稀薄天体大气与土壤析出气体外,如增加抽真空能力的前端设计,则具备探测稠密大气成分的能力。中科院空间中心研发的星载质谱计已多次成功应用于地球行星大气成分和密度探测。     

国外航天发展动态系列报道之六──国外空间探测的发展与现状

行星探测有助于了解地球和太阳系的起源、形成和演变，特别是对离地球最近的两颗行星——火星和金星的探测，更有助于我们深入了解人类的老家——地球，并提高对保护太阳系内这块唯一的绿洲的重要性的认识。虽然月球、行星探测技术难度较大，耗资亦巨，但是，随着行星探测活动的进一步深入，月球、火星探测必将成为ZI世纪航天技术的热点之一。1近年来国外田地空间探测的发展状况从航天活动一开始，国外就大规模地开展了日地空间探测与研究活动。1981年美国、前苏联、日本和欧洲的空间组织和机构联合成立了空间科学国际机构顾问组（IACG）…     

美国深空网的发展及其未来规划

1引言□□深空探测是指对月球和月球以远的天体和空间进行的探测,对实施深空探测的航天器进行测控通信的系统称为深空测控通信系统,它包括深空测控通信地面站和空间应答机两大部分。行星探测始于20世纪50年代末,美国和苏联/俄罗斯是行星探测的主要力量,它们通过发射无人行星探测器对太阳系内行星进行了大量的探测,极大地提高了对太阳系的认识程度。近些年来,深空探测再次成为航天技术发展的热点。目前,美国、欧洲航天局和俄罗斯等国家和组织已经建立了深空测控系统或测控网。法国、意大利和印度等国也在计划建立自己的深空站(DSS),用于对…     

太阳系天体引力对空间引力波探测日心编队构型的影响分析

针对太极空间引力波探测任务，建立了太阳系天体引力摄动对日心编队构型影响的数学模型，利用仿真手段分析了太阳系中行星和月球、矮行星和小行星引力摄动对空间引力波探测日心编队构型的影响，提出了一种综合考虑小行星到卫星轨道距离和星等的二重筛选方法，能够快速估计小行星相对加速度的上界.分析了日心编队构型卫星初始相位角变化对太阳系天体引力摄动的影响.仿真结果表明，在行星和月球中，地球、金星和木星引力对空间引力波探测编队构型影响较大，行星和月球的引力叠加影响达到-2.78×10-11km·-2.矮行星的引力叠加影响不大于1.25×10-17km·-2，小行星引力的叠加影响不大于1.1180×10-15km·-2.另外，编队卫星受到的太阳系天体引力摄动对编队构型卫星初始相位角的变化不敏感.      

人类探测月球史话

月球是地球的天然卫星,是离人类最近的一个天体。人类进入航天时代以后,月球就成了航天探测的重点对象和航天员拜访的第一个地外星球。 地月系中的月球 在太阳系9大行星中,除离太阳最近的水星和金星外都有天然卫星。具体分布是地球1颗、火星2颗,木星17星,土星23颗,天王星15颗,海王星8颗,冥王星1颗。据最新消息,近期科学家又发现了木星和土     

小天体探测任务统计与分析

正截至2016年底,世界各国针对月球以远的太阳系天体共开展过244次探测活动,其中专门的小天体探测任务为14次,仅次于月球(114次)、火星(43次)和金星(41次)探测任务。此外,包括"国际彗星探测者"(ICE)、"维加"(Vega)、"伽利略"(Galileo)在内的8次其他天体探测任务在扩展任务阶段和飞行过程中也对小天体进行了飞越探测,称为扩展小天体探测任务。这22次任务针对不同的小天体进行了探测,实现     

载人航天连续报道 21世纪载人航天活动展望(5)

3.3　对太阳系其它天体的探测□□在对太阳系的开发和利用中 ,除了月球和火星外 ,还应该考虑小行星以及一些外层行星的卫星。在火星与木星运行的轨道中间有一条小行星带 ,带中有数以万计的小行星。它们大小不等 ,最大的直径有 1 0 0 0 km,最小的仅有卵石大小。如果将所有小行星的质量加起来 ,可构成一个直径为 1 50 0 km的球 ,相当于半个月球大。有 75%的小行星的组成相似于太阳 ,主要是氢、氦和一些挥发性物质 ;有 1 7%的小行星由铁、镁和硅酸盐组成 ;其余的小行星则完全由金属铁组成。对小行星的探测主要是要开发利用它的氢和金属资源。氢…     

HELIO: The Heliophysics Integrated Observatory

Heliophysics is a new research field that explores the Sun–Solar System Connection; it requires the joint exploitation of solar, heliospheric, magnetospheric and ionospheric observations.     

Concept options for the aerial survey of Titan

Various aerial platforms intended for long endurance survey of the Titan surface are presented. A few novel concepts are introduced, including a heated methane balloon and a balloon with a tethered wind turbine. All the concept options are predicted to have lower scientific payload fractions than the Huygens probe. It is concluded that the selection of the best aerial platform option depends on more accurate mass estimates and a clear decision on whether, or not, in situ surface composition measurements are required in conjunction with aerial remote sensing.     

Heterogeneous solid/gas chemistry of organic compounds related to comets,meteorites, Titan,and Mars: Laboratory and in lower Earth orbit experiments

To understand the evolution of organic molecules involved in extraterrestrial environments and with exobiological implications, many experimental programs in the laboratory are devoted to photochemical studies in the gaseous phase as well as in the solid state. The validity of such studies and their applications to extraterrestrial environments can be questioned as long as experiments conducted in space conditions, with the full solar spectrum, especially in the short wavelength domain, have not been implemented. The experiments that are described here will be carried out on a FOTON capsule, using the BIOPAN facility, and on the International Space Station, using the EXPOSE facility. Vented and sealed exposition cells will be used, which will allow us to study the chemical evolution in the gaseous phase as well as heterogeneous processes, such as the degradation of solid compounds and the release of gaseous fragments.     

The ESA scientific programme

The ESA scientific programme has, so far, provided several significant astrophysics experiments and further important missions are scheduled for execution during the next decade. These missions are briefly summarised together with several astrophysics investigations presently under study.     

绳驱动并联机器人张力约束工作空间分析

绳驱动三自由度机器人可以实现空间的自由转动.由于绳索只可拉伸不可压缩的单向特性,研究驱动绳索张力对机器人的控制具有重要意义.运用几何和矩阵的方法可以分析绳索的张力分配情况;在存在张力约束的条件下,提出张力系数作为评价张力分配优劣状况的指标,通过计算可以得到张力系数分布图,从而对机器人工作空间有直观的认识,进而提出有效的张力优化算法;通过对最小预紧力影响因素及选取方法的讨论,可以得到动态最小预紧力实时计算公式,保证绳索时刻处于张紧状态;通过样机的力检测系统张力反馈的实验可以验证理论推导.通过对以上几部分的分析和研究,可以对四绳驱动三自由度机器人的张力问题有综合全面的认识.      

火卫二地形地貌探测综述

火卫二（Deimos）是火星自然卫星之一，研究人员利用火星探测器对其地形地貌开展了大量研究。首先对火卫二的基本参数及起源假说进行了介绍，进而全面梳理了与火卫二相关的航天探测活动，重点对地形地貌探测活动进行了详细介绍，并对围绕火卫二地形地貌的研究成果进行了归纳分析，结果表明火卫二表面分布有撞击坑、风化层、明亮的反射物质及块状物，并存在物质移动。最后针对火卫二探测不全面的情况，给出了中国关于火卫二探测的建议。     

测试有效性对软件可靠性验证测试量的影响

针对传统软件可靠性验证测试方法均不考虑软件测试性可能会对验证测试用例数量产生影响的现状,提出一种引入测试有效性对软件可靠性验证测试最小量进行改进的方法.分析了软件测试性的定义及其对软件可靠性测试集合的影响,提出软件测试有效性的概念.比较了考虑测试有效性前后软件可靠性验证测试集合在数量上的差异,证明经典统计方法和无先验知识的Bayesian统计推断方法确定的均为假定测试有效性为零情况下的保守估计.提出结合测试有效性的验证测试量的量化表示模型和验证测试方案的改进方法,基于统计故障注入的原理,提出测试有效性的定量评估方法,最后通过示例给出定量评估过程和方法.      

H2 and H∞ control options for the combined attitude and thermal control system (CATCS)

The combined attitude and thermal control system (CATCS) combines the conventional attitude control and thermal control subsystems. Its principle is based on circulating a heat conducting fluid inside a closed duct wielding the excess onboard heat in order to produce the attitude control torques. Previously only the proportional-integral (PI) controller has been tested for CATCS. In this paper two other control options for CATCS were designed based on the H₂ and H_∞ control methods to improve the attitude control performance of a small satellite. The control gain matrix with the minimum cost function is obtained by solving the Riccati equation and fed back to the system in order to achieve the system’s performance. The designed controllers can efficiently control the roll, pitch and yaw satellite attitudes. Simulations for the two techniques were carried out using Matlab and Simulink for ideal and non-ideal system models. Results show that the H₂ controller has a better attitude control performance over the H_∞ controller and PI controller itself.     

From Titan’s tholins to Titan’s aerosols: Isotopic study and chemical evolution at Titan’s surface

In the present work, we focused on the possible isotopic fractionation of carbon during the processes involved in the formation of Titan’s tholins. We present the first results obtained on the ¹²C/¹³C isotopic ratios measured on Titan’s tholins synthesized in laboratory with cold plasma discharges. Measurements of isotopic ratio ¹²C/¹³C, done both on tholins and on the initial gas mixture (N₂:CH₄ (98:2)) used to produce them, do not show any evident deficit or enrichment in ¹³C relatively to ¹²C in the synthesized tholins, compared to the initial gas mixture. This observation allows to go further in the analyses of the ACP experiment data, including part of the Cassini–Huygens mission.     

一种提高螺栓联接强度的新方法

根据山本晃教授对螺栓，螺母，螺纹牙受力及其变形研究的成果，导出了该理论条件下受拉螺栓在等载荷受力状态下，当螺栓螺纹采用标准尺寸，螺母螺纹的螺旋线形状，并依据实用性，从螺母螺纹加工方便考虑，提出了近似等负荷螺纹。