可重复使用航天器:追求低成本未来值得期待

正今年4月24日是我国第三个航天日,在哈尔滨召开的首届中国航天大会上,中国工程院院士、中国运载火箭技术研究院运载火箭系统总设计师龙乐豪详细介绍了可重复使用航天运输系统的发展情况,并对未来进行展望。可重复使用航天运输系统是指能多次往返于地面、空间轨道及轨道与轨道间,完成快速运输、快速进出空间等多种任务,并按需返回地面的航天飞行器。由于可重复使用的特征,使得这项技术具有廉价、快速、机动、可靠等特     

国外航天运输系统发展态势分析

正近年来,世界各国越来越重视航天领域的发展,鼓励政策密集出台,大大促进了产业和技术的进步。航天运输系统作为所有航天和空间活动的基础,更是受到了大众的广泛关注。航天运输系统是将载荷从地球送入轨道的运输工具,可以分为一次性运载火箭和重复使用运载器两大类。其中一次性运载火箭是人类当前进入空间的主要途径,不过重复使用运载器也在快速发展,而且正在成为重要的趋势。另外,新方案、新技术的研发和应用也预示着某些潜在的发展方向和路径,为航天运输系统的远期发展提供更多可能性。     

载人火星和小行星探测任务初步分析

载人火星和小行星探测是未来深空探测的重要发展方向,以美国为代表的航天强国正在积极开展相关方案论证和技术攻关。由于任务规模庞大,受制于目前以化学推进为主的运输系统能力限制,要进行火星、小行星探测,必须发展重型运载火箭、轨道转移级等运载工具。从载人火星、小行星探测任务规划的角度出发,对总体任务进行了初步分析,提出了初步的系统方案。     

俄罗斯东方航天发射中心成功发射首枚火箭

2016年4月28日,俄罗斯联盟－2.1a/“伏尔加”（Soyuz－2.1a/Volga）火箭从俄罗斯东方航天发射中心（Vostochny Cosmodrome）成功发射,这标志着该发射中心正式投入使用。东方航天发射中心完全建成后,将成为俄罗斯境内的首个民用航天发射场,可保障俄罗斯完全自主地开展航天活动,未来将为包括联盟－2系列火箭、“安加拉”（Angara）系列运载火箭、载人航天运输系统、重型运载火箭及未来星际飞船在内的各种航天项目的实施提供保障。     

日本可重复使用运载器计划

□□为了满足未来航天活动日益多样的需求，日本正在开发在可靠性和成本效益方面明显优于现有系统的航天运输系统。然而，由于近年来火箭发射接连失败，日本大范围地修订了原有的发射进度和研制计划，并停止了由H－2运载火箭发射的不载人带翼返回式飞行器——HOPE－X实验飞行器     

东山再起的重型运载火箭

<正>2014年底,中国航天科技集团公司董事长雷凡培透露,我国正在规划重型运载火箭的发展构想,以满足未来重大航天工程任务,重型运载火箭研制成功后,可显著提高我国进入太空的能力。2015年1月,美国航宇局(NASA)投资研制的"太空发射系统"重型运载火箭发动机完成500秒点火试验。2015年底,美国太空探索技术公司将发射首枚"重型猎鹰"运载火箭。俄罗斯也开始研制重型运载火箭。由此     

美国新一代重型运载火箭发展分析

2011年9月14日,美国航空航天局(NASA)正式对外公布了美国新一代重型运载火箭(HLLV)—"航天发射系统"(SLS)的设计方案,标志着美国新一代载人深空运输系统的研发进入了新阶段。"航天发射系统"的研制采取了一种渐进式发展模式,其初始方案的近地轨道(LEO)运载能力为70t,改进后将达到130t,可用于向近地轨道及更远的空间发射"多用途乘员飞行器"(MPCV)和大型有效载荷,以满足载人登陆小行星、载人进入火星轨道等深空探测的任务需求,还可作为"国际空间站"商业乘员运输系统的备份运输工具。2012年3月19日,美国航空航天局发布公告,为"航天发射系统"寻求先进的发展建议。     

积极谋求发展的印度航天——印度航天近期发展概述

1引言□□为了增强和拓展航天业务,印度航天局(DOS)正在继续探索、发展新的航天技术和系统。目前,印度主要拥有2个正在运行的卫星系统,即用于提供通信、电视广播和气象业务的“印度卫星”(IN-SAT)和用于环境监测、管理的“印度遥感卫星”(IRS)。印度还拥有2个正在运营的运载火箭系统,分别是主要用于发射遥感卫星到极轨道的“极轨卫星运载火箭”(PSLV)和主要用于发射通信和气象卫星到地球同步转移轨道的“地球静止轨道卫星运载火箭”(GSLV)。2航天运输系统2.1PSLV火箭技术性能提高2007年1月10日,印度PSLV-C7火箭执行了PSLV火箭…     

“安加拉”A5引领俄罗斯航天重振雄风

一个国家的火箭运载能力,是一个国家航天能力和国家战略力量的基础。在运载火箭技术不断发展,国际航天发射市场竞争日趋激烈的今天,各航天大国都在积极研制新型运载火箭及其动力装置,以提高运载火箭的运载能力、降低运载成本、增加可靠性和任务适应能力。本期通过"箭指太空"专题重点介绍最近几种新型火箭的研制情况,对其研制的总体思路和特点进行了阐述和说明。     

NASA的综合航天运输计划

目前 ,NASA正在实施的航天运输计划名为综合航天运输计划 (ISTP)。此项计划是 NASA为响应美国政府 1 994年颁布的国家航天运输政策 ,于 1 999年秋季制定实施的一项内容广泛的综合航天运输计划。国家航天运输政策的主旨是号召 NASA与工业部门一起合作研制可靠性、安全性更高 ,且发射成本更加低廉的航天运输系统。NASA将所有的航天运输系统研制计划内容分为三个部分 :1载人空间探测与研究计划 ,其中包括航天飞机改进计划、X-38/国际空间站航天员紧急返回运载器研制计划等 ;2商业部门提供的一次性运载火箭发射服务计划 ,目的是政府支…     

Development of China's New Generation Launch Vehicles

In the past 2 years, China's new generation launch vehicles, such as the LM-6, LM-7, LM-5 and LM-11 launch vehicles, successfully made the maiden flights, which marked Chinese Long March series launch vehicles having many achievements such as the diameter of launch vehicles increased from 3.35 m to 5 m and the toxic propellants replaced with non-toxic and pollution-free propellants. This paper will introduce the features and new technology of LM-7, LM-5 and LM-11 launch vehicles, which are China's new typical generation Launch vehicles.      

卫星发射对空间碎片环境影响分析

未来航天发射情况直接影响空间碎片环境，必须对其进行合理规划，以维护外空长期可持续发展.利用中国自主建立的空间碎片长期演化模型（SOLEM），结合蒙特卡洛方法，量化分析了空间物体发射数量、发射质量、发射面积等因子对未来空间碎片环境的影响，进一步研究了大型星座造成的未来空间物体碰撞次数和碎片数量的增加.仿真结果可为合理规划未来的航天发射规模提供理论依据.      

剩余推进剂排放系统研究

论述中国首枚上面级火箭剩余推进剂排放方案论证 ,排放系统方案选择 ;提出中国专用排放系统方案 ,排放系统设计、研制与试验研究的全过程 ,为解决中国长征型号上面级火箭高空爆炸解体问题提供了技术基础     

火星探测器器箭分离冲击响应影响分析与评价

针对火星探测器器箭分离冲击过大问题,对单机开展了试验与分析研究。针对完成冲击试验考核的单机可靠性是否受到影响问题,提出采用强度/应力方法进行判断,将厂家给出的单机内部器件的冲击条件视为强度,将单机的冲击响应谱转化后的半正弦波视为应力,将二者相比,从试验和分析两方面表明正样单机的可靠性满足要求,经受过冲击考核的单机可靠性没有下降。此方法可作为判定完成冲击试验考核的单机可靠性是否受影响的依据,也可作为单机冲击试验前抗冲击能力的判断准则。     

火星探测VLBI测定轨技术

我国将于2020年首次发射由环绕器和着陆巡视器组成的火星探测器,火星探测器的跟踪及精密测定轨是完成工程任务和科学探测的基础。火星探测器的跟踪和测定轨,目前主要采用基于地面无线电测量的测距、测速和甚长基线干涉VLBI测角3种手段。主要针对VLBI技术予以介绍,主要内容为:△DOR型VLBI技术在国内外的应用情况、火星探测器VLBI测定轨技术分析、基于同波束VLBI的火星车定位技术、火星探测器VLBI观测等。这些内容对我国的火星探测器测定轨有重要的应用价值。     

捆绑火箭气动载荷分布不确定性分析

针对带捆绑火箭气动载荷分布受飞行状态及本身外形参数变化影响存在波动的现象,提出了依据多项式混沌理论对捆绑火箭气动载荷分布特征进行全局灵敏度分析及不确定性量化的方法,并以两助推构型火箭为例对所提方法进行验证。首先,提出了捆绑火箭气动载荷分布不确定性分析的方法,并给出仿真分析流程。其次,以两助推构型火箭为例对所提方法进行验证,建立火箭气动外形参数化模型,验证气动特性分析结果。最后,对该模型开展影响因素灵敏度分析及载荷分布不确定性分析,得到了不同因素的影响程度,以及气动轴力和法向力的不确定性分布形式,分析了流场流动情况及气动载荷波动的主要原因。分析结果为捆绑火箭气动载荷波动控制提供了一定参考,通过定量描述气动载荷分布不确定性,可以有效降低安全系数冗余,为开展精确结构设计提供依据。      

The status of space science and technology in developed countries — The european experience

Space research in Western Europe began in the form of independent national space programmes confined in the first instance to the use of sounding rockets. These early steps were soon supplemented by bilateral collaborative projects with the USA and USSR whose agencies provided the satellite launch vehicles that Europe lacked at that time.In 1962 as a result of an agreement between ten member states the European Space Research Organisation (ESRO) was established for the purpose of carrying out a programme of space science. ESRO was succeeded in 1974 by the European Space Agency (ESA) with a much broader range of activities covering both scientific research and the application of space technology together with the development of launch vehicles.At the present time the totality of space activities of the ESA member states is made up of national programmes and collaborative projects with other nations and agencies together with participation in the agreed ESA programme. Because of its essentially non-military character, its relatively modest level of funding and its multinational nature the European experience with ESA may provide some useful guidance in the development of space science and technology elsewhere in the world.     

Orbit Design for Responsive Space Using Multiple-objective Evolutionary Computation

Responsive orbits have exhibited advantages in emergencies for their excellent responsiveness and coverage to targets. Generally, there are several conflicting metrics to trade in the orbit design for responsive space. A special multiple-objective genetic algorithm, namely the Nondominated Sorting Genetic Algorithm Ⅱ (NSGAⅡ), is used to design responsive orbits. This algorithm has considered the conflicting metrics of orbits to achieve the optimal solution, including the orbital elements and launch programs of responsive vehicles. Low-Earth fast access orbits and low-Earth repeat coverage orbits, two subtypes of responsive orbits, can be designed using NSGAⅡ under given metric tradeoffs, number of vehicles, and launch mode. By selecting the optimal solution from the obtained Pareto fronts, a designer can process the metric tradeoffs conveniently in orbit design. Recurring to the flexibility of the algorithm, the NSGAⅡ promotes the responsive orbit design further.      

可重复使用运载器递归积分滑模姿态控制方法

针对存在模型不确定和外部干扰的可重复使用运载器再入段姿态控制问题,提出了一种基于自适应滑模干扰观测器的递归积分滑模控制方法。首先,基于可重复使用运载器再入段姿态运动模型,建立了面向控制的模型;其次,设计了自适应滑模干扰观测器,以精准估计和补偿由模型不确定和外部干扰构成的复合干扰;然后,基于递归思想设计了一种新型递归积分滑模控制器,利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的有限时间稳定性;最后,数值仿真结果验证了该方法具有较强的鲁棒性和较快的收敛速度。