空间增材制造技术的应用

中国空间站旨在进行大量在轨科学实验和空间应用研究,在轨保障是支持空间站在全寿命周期内完成载人航天任务的重要途径.传统地面制造及上行补给方式难以满足较大规模应用的需求,亟需一种创新性的保障模式突破资源瓶颈,空间增材制造技术具有极大的潜力实现即造即用的资源保障模式.本文根据空间增材制造技术的最新研究进展,结合中国空间站和载人深空探测任务需求,对空间增材制造技术的在轨应用模式进行分析,提出了中国空间增材制造技术未来发展所面临的问题和解决途径.      

空间站柔性机械臂辅助舱段对接动力学分析

为验证空间站柔性机械臂系统在有初始位置、姿态误差的情况下能否成功完成辅助舱段对接任务,文章建立了空间站柔性机械臂辅助舱段对接动力学模型,模型考虑了对接机构的接触碰撞,依据关节精细动力学模型、力矩控制方法和阻抗控制程序进行了空间柔性机械臂辅助舱段对接过程仿真。仿真结果表明,当关节输出端位置测量精度为17位时,依靠阻抗控制的方法,空间柔性机械臂在主动舱存在最大位置误差150mm,最大姿态误差2.5°的情况下仍能完成对接;对接成功后,空间柔性机械臂系统控制力迅速下降,仍然能较好地保持构型,不会影响对接舱段的安全。     

离子发动机羽流空间电位诊断

离子发动机羽流空间电位分布不合理可能会造成一系列问题,以至于影响航天器的正常工作。试验使用发射探针对20 cm氙离子发动机束流区等离子体空间电位进行诊断,测点选取轴向距离发动机出口平面250～900 mm,径向0～450 mm,探针钨丝直径0.1 mm,加热电流1.5～2.5 A。发射探针诊断建立在电子热发射基础上,因其I-V曲线拐点较朗缪尔探针更为明显,所以测量得到的空间电位分布更为准确。国外已经广泛使用发射探针测量等离子体空间电位,发射探针的试验数据处理方法仍存在较大分歧。从发射探针工作时的物理过程着手,分析热电子发射多少对空间电位诊断结果的影响,采用不同的探针I-V曲线处理方法并对各种方法利弊进行讨论,分析偏离真实空间电位的原因,比较得到较为合理的结果,对发射探针的结构改造和加热电流的选取提供依据,为发动机性能的改善和羽流仿真模型提供参考。     

小卫星蓬勃发展为当前航天管理体系带来挑战

1 国外小卫星蓬勃发展,其地位和作用将发生重大转变 进入21世纪,随着微电子、微机电和微光机电系统、新材料、先进制造、纳米技术等群体性高新技术的发展和突破,在基于一体化结构、即插即用、模块化等创新设计理念的牵引下,国外小卫星技术突飞猛进,芯片卫星、手机卫星、立方体卫星、母子卫星、分离模块航天器等概念层出不穷.小卫星发射数量持续增长,尤其在近两年呈爆炸性增长.2012、2013、2014和2015年全球分别发射小卫星49颗、138颗、162颗和149颗,分别占当年发射卫星总数的35%、64%、62%和58%.与20世纪相比,当前小卫星在功能密度、设计寿命、自主生存能力上均大幅提升,除了在技术验证、科学实验以及工程教育等传统领域进一步发挥作用之外,还开始在对地观测与通信领域实现业务运行.     

招聘启事 天地一体化信息技术国家重点实验室

实验室简介:天地一体化信息技术国家重点实验室依托中国航天科技集团公司第五研究院第五○三研究所建立,已于2015年8月获得科技部正式批复,成为第100家企业国家重点实验室,也是国内军工企业首批国家重点实验室。实验室位于北京市朝阳区民族园附近,在长沙、南京设立分实验室,协同开展研究工作。实验室定位:面向我国未来空间基础设施天地一体化运行服务的新手段、新途径、新模式和新装备,开展应用基础理     

空间信息网发展态势及关键技术

1 空间信息网应用需求 广域信息感知需求 空间信息系统中的遥感卫星、测绘卫星、气象卫星等为大时空广度、多谱段的信息获取提供了技术手段,多颗遥感卫星组网可实现对指定区域的连续探测.通过分散的传感器信息集成,预警卫星系统可以在弹道导弹的助推段发现目标,提供预警信息,扩展了地面雷达和预警机的预警范围,为反导作战赢得宝贵的准备时间.测绘卫星、气象卫星可以提供战场的详细信息,缩短了信息获取时间,为作战决策提供有力的支持.     

欧洲航天局局长访华,阐释"航天4.0"

2016年3月31日,欧洲航天局局长约翰·迪特里希·沃尔纳(Johann Dietrich Woerner)携代表团访华,并于中国科学院国家空间科学中心进行题为"航天4.0"的主题学术报告会. 沃尔纳在会上详细阐述了"航天4.0"这一新纪元的概念含义:"这是全新的航天事业发展阶段,它是自由的、迷人的、融合的;它与社会互动,是国际化的、商业化的.与此同时,航天机构的数目与日俱增,航天技术转化应用引进来、走出去,并将支持官方、私人、太空旅行等各类用途,工业界的参与以及与机构的合作也将扮演重要的新角色."     

航天器相对导航与控制技术的典型任务

在空间交会对接、在轨服务、近距离目标监视以及航天器编队飞行任务中,通常需要通过相对导航与控制技术对相互邻近的航天器进行控制.回顾了该领域典型的空间任务,特别关注任务、相对导航与控制方法、相对测量设备、推进系统等主要特征,并总结了该项技术的发展趋势.     

GEO编队空间机器人系统交会方法

针对地球静止轨道（GEO）上被服务航天器的远距离和非合作特点,提出一种高自主、高协同、多任务的编队空间机器人在轨服务系统方案,实现对非合作目标的自主交会接近。首先,分析GEO卫星轨道约束力小的轨道特征和非合作的信息交互特征,给出由操作空间机器人和监视空间机器人组成的编队在轨服务系统,设计交会接近相对测量分系统以及在轨服务飞行任务;接着,给出典型远距离交会接近的多视线相对导航方法与多冲量相对制导律;最后,进行远距离交会任务仿真校验,结果表明编队空间机器人交会接近方法是有效的。     

失效航天器的姿态机动接管控制

为实现失效航天器寿命延长的目的,采用接管控制技术接管失效航天器姿态控制系统。针对姿态机动接管控制中,失效卫星参数不确定和推力器构型矩阵突变的问题,提出一种基于控制系统重构的失效航天器姿态机动接管控制方法。首先采用指令滤波backstepping控制来重构姿态机动接管控制律,并利用Lyapunov方法分析系统稳定性;然后对推力器构型矩阵进行重构;最后考虑燃料消耗和控制输入受限问题,通过基于约束最优二次规划的动态控制分配算法对推力器推力进行控制重分配。采用本文方法实现了对燃料耗尽航天器和部分执行机构失效航天器的姿态机动接管控制。数值仿真证明了该方法的有效性。