开展我国月球环境模拟试验技术研究的建议与设想

文章介绍了国外月球探测与月球环境地面模拟试验技术的发展现状,提出了为满足我国未来月球探测与着陆所需要的月球环境地面模拟试验技术的主要研究方向.     

面向载人月球探测的月面环境模拟试验关键技术分析

文章针对未来有人参与的月球探测任务,首先开展了月球表面环境地面模拟试验验证需求分析,归纳总结了国内外技术发展现状。然后,提出并分析了载人月球探测地面模拟试验需重点研究的关键技术:真空热环境下月面移动式多体低重力模拟技术;复杂月面环境高精度热流模拟技术;大容量布尘条件下超高真空获得与保持技术;月面辐射与月尘环境模拟技术;月尘防护效能量化评估技术;月面综合环境试验验证技术等。最后,给出了面向载人月球探测的月面环境模拟试验技术研究总体方案,并对月面环境模拟试验技术的发展目标进行了展望。     

《环模技术》(1998)总目次

第1期 KMS空间模拟设备的清洁真空改造..……,二,.........……,.汤锐宾姜健(1) 热敏电阻转换测试系统研制报告........................……,..…都亚新万绍俊(12) 浅谈国外航天器环境试验的发展现状.................................……陈哲(20) 载人航天空间环境地面模拟实验.……,......................……陈金明黄本诚(28) 高超声速实验技术..................................................……,……董兴德(36) 低轨道航天器尾迹带电的理论分析和计算..................……蔡庆军徐燕侠(43) 航天器表面材料的低地球轨道环境…     

日本长期载人航天生态实验装置

当前,随着载人航天技术的不断进步和人类生存危机的日益加深,向地外寻求生存空间已是必由之路。由于目前比较看好的地外星球是月球和火星,美国、俄罗斯和欧空局已经建立了各种类型的大型地面模拟基地,为最终建成月球或火星基地做准备。日本这样一个经济发达、技术先进但资源匮乏的国家,自然不甘落后,正积极准备向地外扩张,企图建立自己的空间殖民地。要尽早实现这一愿望,针对人的生命保障系统的建立必须先行。因此,12年前日本就开始筹划建立自己的月球/火星基地地面模拟实验系统——密闭生态实验装置(CEEF)。它由日本环境科学研究院下属的CEEF国际委员会负责筹划、施工、运作和管理。GEEF经历了方案筹划(1988年)、方案确定(1993年)、施工修建(1994年)和完工验收(1998年)等四个阶段。这一实验装置位于日本北部青藤省的洛卡石村,其目的在于:(1)研究放射物与环境之间的关系;(2)了解人工生态系统中物质流对周围环境的影响;(3)作为一试验平台,了解在如月球或火星基地等如此完全密闭的空间中,其生保机制和物质循环机制对密闭空间中主导环境因子的效应。本文就其最新研究进展作一简要介绍。     

我国空间环境试验的现状与发展建议

文章简要回顾了我国空间环境试验的发展历史与现状,并根据我国空间技术发展的需求,从大型复杂航天器环境试验、长寿命航天器环境适应性评估验证与防护、空间环境及其效应在轨飞行实验、月球与深空环境模拟与试验等方面对我国空间环境试验技术发展提出了一些建议。     

航天器环境工程研究与展望

文章对航天器环境工程的发展进行了科学的探讨。文章指出：开展高可靠、长寿命航天器环境试验评价及防护技术研究,是航天器环境工程的长期重点发展方向;开展月球探测器特殊环境效应与模拟试验技术的研究,是探月工程的需求;航天器环境效应综合预示系统及航天器虚拟总装工艺技术,是未来发展的趋势;而建立空间环境天地一体化应用系统和建立空间环境试验与总装生产体系,是未来发展的模式。     

低重力环境下复杂结构航天器动特性研究的实现途径

文章从试验技术与理论计算结合的角度,对解决复杂结构航天器低重力环境下大幅度液体晃动非线性动态特性问题和模拟月球重力环境下月球探测器动力学性能的研究,进行了建设性的论述。     

空间带电粒子辐照效应的地面加速试验研究

空间带电粒子辐照下空间材料的损伤与失效是空间材料学研究的重要组成内容,地面模拟加速试验是研究材料辐照损伤效应的重要方法和技术途径。文章阐述了地面辐照加速试验的方法及相关概念,以光学石英玻璃为例验证辐照加速试验与模拟等效区间的概念,为当前研究材料在空间带电粒子辐照环境条件下的行为与航天器设计、选材提供科学依据。     

《航天器环境工程》(2008)总目次

第1期空间碎片超高速碰撞数值分析…………………………………………………………………徐金中,汤文辉,徐志宏,等(1)月球表面热环境测量方案的研究………………………………………………………………任德鹏,夏新林,贾阳,等(6)空间用功率MOSFET器件2N7266总剂量辐射效应试验研究     

空间带电粒子辐照效应的地面加速试验研究

空间带电粒子辐照下空间材料的损伤与失效是空间材料学研究的重要组成内容，地面模拟加速试验是研究材料辐照损伤效应的重要方法和技术途径。文章阐述了地面辐照加速试验的方法及相关概念，以光学石英玻璃为例验证辐照加速试验与模拟等效区间的概念，为当前研究材料在空间带电粒子辐照环境条件下的行为与航天器设计、选材提供科学依据。     

"嫦娥一号"月球探测卫星真空热试验的初步思路

文章介绍了月球环境条件、设计月球探测器需要考虑的环境因素、以及绕月飞行的"阿波罗"服务舱(service module)真空热试验的外热流模拟情况,对中国"嫦娥一号"月球探测卫星的真空热试验提出了初步设想.     

空间环境效应评价与防护技术研究现状与发展设想

文章从建立我国自主的空间环境保障体系出发,指出开展我国空间环境效应评价与防护技术研究的重要性。基于我国在此领域的现状,提出未来发展的设想,包括建立航天器材料空间环境效应评价技术方法体系,研究航天器材料空间环境效应模拟的新技术、新方法,发展航天器材料空间环境效应仿真分析技术,以及航天器材料空间环境效应在轨监测及试验验证技术等。     

印度要在月球上试验圆顶形结构

正据报道,印度科学家将使用机器人和3D打印机,利用月球土壤和其他合适的材料建造类似圆顶形的结构。2018年3月21日,印度国务部长向国家议会报告说,印度太空探索的最大成就可能是印度航天研究组织(ISRO)正在试验的月球居住地的潜在结构。目前,ISRO和学术机构正在开展月球居住地潜在结构的试验,针对月球居住地的需求和复杂性,开展不同选择方案的研究,印度空间科学家已经确定了5种月球居住地的设计方案,这项研究更倾向于未来的发展。     

空间环境模拟试验

空间环境模拟试验(Space Environment Simulation Test)是对整个航天器或其分系统、组件、部件、元器件以及材料在地面模拟的空间环境中进行的试验。主要是检验产品在空间环境中的适应能力,是否达到规定     

月球探测器力学环境研究及试验条件制定

相对于传统航天器,月球探测器所经历的某些力学环境具有特殊性,需要有针对性地开展研究并进行相应的环境模拟试验。文章分析了月球探测器力学环境在不同飞行阶段中的特点,对比较特殊的着陆冲击环境和颠簸振动环境分别开展了重点研究,并提出了相应的环境模拟试验条件制定方法。对于着陆冲击环境,采用以加速度试验条件、正弦振动试验条件、随机振动试验条件和冲击试验条件分频段等效包络的方法制定试验条件;对于颠簸振动环境,采用道路模拟试验台模拟颠簸能量的方法制定试验条件。所提出的方法已成功应用于嫦娥三号和嫦娥五号月球探测器的研制过程中,并通过了嫦娥三号月球探测器实际飞行验证。     

月面和近月空间环境及其影响

月球探测器所经历的月面和近月空间环境主要包括：月面低重力、月面温度、近月空间辐射、月壤、月尘、月面地形地貌、月面静电等。文章在对月面和近月空间环境研究的基础上,结合国外月球探测器在月球环境方面的研究成果,分析了我国月球探测器所经历的月面和近月空间环境特点及其影响效应,并提出相应的改进措施或必要的试验验证,可为月球探测器的研制提供参考。     

载人航天空间环境模拟试验

载人航天空间环境模拟试验(Manned Spaceflight Space Environment Simulating Test)是指在地面(或空中)模拟空间环境,对航天员或有航天员参与的航天器进行的试验。这类试验主要有:(1)模拟微重力的中性浮     

月球探测器着陆冲击试验及关键技术研究

中国正在开展月球探测活动,下一步将发射月球着陆器并实现月面软着陆。为确保着陆器在月面着陆时的稳定性和可靠性,发射前需在地球表面进行着陆冲击试验。对会影响月球着陆器着陆性能的月貌和月壤进行了详细的叙述,以便在试验过程中进行相应环境特征的模拟。用图表详尽阐述了三种月球重力场模拟器的原理和装置,并对各自的优缺点进行了评述。根据试验模型的不同,将月球着陆器着陆冲击试验分为原尺寸试验（模拟的月球重力场下）和1/6模型试验（地球重力场下）两类,分别介绍了两类模型的结构以及试验模型与着陆器原型机之间缩放关系。分别给出了原尺寸试验和1/6模型试验的试验平台和试验步骤,以及初始试验参数的给定方法。根据试验研究的需要以及月球探测器在月球表面着陆时的真实情况,给出了在地球上进行着陆模式模拟的方法。研究表明两种试验结果之间有良好的一致性,但是这两种试验的花费很高,且对试验场地有较高的要求。再者,由于在试验中对月壤没有太好的模拟方法,试验数据与真实着陆时数据存在一定差异。     

空间环境对SiC_p/2009铝基复合材料性能的影响及机理分析

碳化硅颗粒增强铝基复合材料(Si Cp/Al)因具有轻质、高模量、高导热性能以及良好的尺寸稳定性等特点,有望成为新一代空间相机用结构材料。文章针对我国自主研发的新一代空间相机用碳化硅颗粒增强铝基复合材料开展了空间环境(包括高低温循环、粒子辐照、原子氧和真空紫外辐照)地面模拟试验以及湿热环境试验,并对试验前后材料的力学及热物理性能进行了比对测试。结果表明材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量的变化均不超过2%,平均线膨胀系数的变化不超过1×10~(-6)℃~(-1),而比热容和导热系数则最高分别降低了17%和28%。之后对比研究了不同环境效应对材料性能的影响情况,并对比热容和导热系数发生明显变化的原因和内在机理进行了初步分析。     

月球着陆环境模拟试验装置的研制

伽马关机敏感器是保证月球着陆器稳定着陆的重要设备,在发射前,须在模拟环境中进行准确的标定测试。月球着陆环境模拟试验装置则是为伽马关机敏感器的准确标定提供试验环境的重要装置。月球着陆环境模拟试验装置由真空容器、真空获得系统、三维着陆模拟系统、模拟月壤环境、场景监视系统以及测控系统组成。该试验装置不仅可以用于伽马关机敏感器的标定试验,而且能够用于月球着陆器的着陆模拟试验。