地外人工光合成装置研制与试验

原位资源利用技术是地外生命保障体系构建、实现人类地外生存的有效途径，是载人深空探索的核心技术。基于微通道技术的人工光合成反应器，采用流动反应器设计，用于低微重力等特殊环境条件下模拟人工光合作用，实现CO２向O２和含碳燃料的转化。微通道芯片通过气液剪切作用力使气体反应产物快速脱离电极表面并随反应介质排出反应器，理论上可以克服微重力条件对反应过程的影响，尚需进行微重力试验进行验证。同时，微通道结构可以通过精确控制反应气液的压力、流速、流量比等反应条件，获得优化的反应条件。通过地面试验，验证了该反应器将CO２还原为O２和含碳化合物的功能可行性。以Au和Ir/C作为阴极和阳极材料，3V电压条件下，O２产率可达11.74mL/h。此外，基于人工光合成反应器搭建了集反应模块、控制模块、流路驱动模块以及检测模块等于一体的地外人工光合成装置，形成原位反应、介质供给、精确控制、在线收集和检测等功能一体化的系统，并实现CO２有效转换和O２供给。为后续技术成熟度更高的反应装置研制、高产物选择性的含碳化合物转化以及人工光合成反应装置在轨试验奠定了理论和实践基础。     

基于飞行资源分离的航班延误传播研究

在航班串设计及机组排班过程中,经常涉及飞行资源(飞机、机组)分离的问题。而延误航班的飞行资源分离将导致共享资源的衔接航班发生延误,并传播至后续航班串。本文考虑带有飞行资源分离的航班串,利用基于贝叶斯网络的比例风险回归模型,对资源分离后的航班离港延误进行分析。对比两种不同时刻飞机与机组资源分离方案下,各延误因素对衔接航班离港延误,以及整个后续航班串延误时间的影响,结果表明,不同时刻分离方案会造成不同的延误传播效果。本文为飞机、机组资源分离时刻的选择提供了定量分析方法,结果表明,资源分离时刻的不同对衔接航班的离港延误,以及整个后续航班串延误波及时间的影响都不同。     

夜气辉对天基光学碎片探测的影响分析

设计并完成了夜气辉背景下的天基碎片观测试验，获取了综合谱段的观测数据。基于观测数据进行夜气辉的辐射特性及其对天基碎片探测的影响分析。结果表明，夜气辉辐射随纬度和高度呈现一定的分布特点，这些特点均符合夜气辉的理论分布规律。在约90 km处辐射最强，亮度可达到单位积分时间每平方角秒近15星等，这对恒星及碎片提取概率影响较大，其中，13等星的提取概率仅为40.5%。     

地外二氧化碳转化利用技术研究现状与展望

为有效解决未来长期载人地外生存面临的物资供给等关键问题,获得更高的氧回收率、能量转化效率和更低的应用成本,亟须发展更高效的地外二氧化碳转化利用技术。文章总结了地外二氧化碳利用的发展现状并分析了近期的研究进展,发现不同技术之间差异大,在航天应用过程中,需充分考虑地外环境限制因素,以选用更合适的技术。空间站上已搭载的Sabatier装置和火星车上的MOXIE装置初步实现了地外二氧化碳还原。以“地外人工光合成”为代表的常温二氧化碳转化技术可为地外环控生保提供新路线。其不仅能够实现地外氧气供给,还可获得甲酸、乙烯和甲烷等有机分子作为燃料或生物转化原料。随着相关基础研究的不断发展,有望实现二氧化碳的高效转化和高附加值有机物、甚至碳糖食物的生产。地外二氧化碳转化利用技术的发展,将实现地外密闭环境下的废弃资源利用与物质循环,降低载人空间站、载人深空飞船的物资供应需求,也将为原位资源利用火星大气中的二氧化碳提供创新思路,以支撑未来可承受、可持续的地外生存任务。     

The nighttime anomalies using Global IGS VTEC Maps

In this paper we show the VTEC variations at night, considering their geomagnetic, seasonal and solar activity dependences. The variations are analyzed in two time periods 10 p.m. (pre-midnight) and 2 a.m. (post-midnight); and for two different solar conditions; one during high solar activity (2000) and the other during low solar activity (2008). Spatial and temporal ionosphere variability is investigated from Global IGS VTEC maps applying Principal Component Analysis (PCA).     

Bacterial survival in response to desiccation and high humidity at above zero and subzero temperatures

Earthly microorganisms might have contaminated Mars for millions of years by intellectual activities or natural transfer. Knowledge on the preservation of microorganisms may help our searching for life on outer planets, particularly Mars-contaminated earthly microorganisms at ancient time. Extreme dryness is one of the current Mars characteristics. However, a humid or watery Mars at earlier time was suggested by evidence accumulated in recent decades. It raises the question that whether water helps preservation of the microorganisms or not, particularly those with high possibility of interplanetary transfer like spores and Deinococci. In this study, we examined the effects of desiccation and high humidity on survival and DNA double strand breaks (DSB) of Escherichia coli, Deinococcus radiodurans and spores of Bacillus pumilus at 25, 4 and −70 °C. They exhibited different survival rates and DSB patterns under desiccation and high humidity. Higher survival and less DSB occurred at lower temperature. We suggest that some Mars-contaminated bacteria might have been viably preserved on cold Mars regions for long periods, regardless of water availability. It is more likely to find ancient spores than ancient Deinococci on Mars. In our search for preserved extraterrestrial life, priority should be given to the Mars Polar Regions.     

Reentry survival analysis of tumbling metallic hollow cylinder

The survival of orbital debris reentering the Earth’s atmosphere is considered. The numerical approach of NASA’s Object Reentry Survival Analysis Tool (ORSAT) is reviewed, and a new equation accounting for reradiation heat loss of hollow cylindrical objects is presented. Based on these, a code called Survivability Analysis Program for Atmospheric Reentry (SAPAR) has been developed, and the new equation for reradiation heat loss is validated. Using this equation in conjunction with the formulation used in ORSAT, a comparative case study on the Delta-II second stage cylindrical tank is given, demonstrating that the analysis using the proposed equation is in good agreement with the actual recovered object when a practical value for thermal emissivity is used. A detailed explanation of the revised formulation is given, and additional simulation results are presented. Finally, discussions are made to address the applicability of the proposed equation to be incorporated in future survival analyses of orbital debris.     

用假设检验观点考虑经验因素时疲劳寿命分散系数研究

传统的疲劳寿命分散系数的理论值是基于参数估计概念得出的，由于仅利用本次产品样本试验数据而使其数值，尤其对航空宇航一类结构而言，与实际统计值相比往往偏大；考虑实际产品的继承性，从假设检验观点出发，强调充分利用以往的信息，推导了基于假设检验观点的疲劳寿命分散系数，并讨论了某些参数的影响。通过算例表明与传统的参数估计概念的分散系数相比，假设检验观点的分散系数更趋近于实际统计值。     

改进残存比率法

1.问题的提出 从使用过程得到的故障统计资料常有信息丢失现象,用这种样本进行产品可靠性分析时,残存比率法是有效的工具,并已在实践中得到广泛应用。然而,用文献介绍的公式计算的残存比率和可靠度与真值有较大出入,当删除样品数较大时偏差尤其明显。本文的目的是力图找到发生这种偏差的原因和纠正偏差的方法,使残存比率法更加完善。     

行星探测器GNC系统自主安全模式设计

针对行星探测器GNC系统自主生存能力要求高的特点,设计具有黄极捕获功能的惯性安全模式和无惯性系定向支持的应急安全模式．描述安全模式下姿态确定与控制任务,提出相应的方案．通过对安全模式的任务分析可知,该模式下探测器可以自主进行姿态机动,保证能源供给和星地通信链路建立．