空间在轨增材制造技术的研究进展与展望

空间在轨增材制造（in-space additive manufacturing,ISAM）技术是一种“空间3D”打印技术,在在轨制造和空间基地建造方面具有很好的应用前景。首先概述了空间在轨增材制造技术的主要内涵,进而全面梳理了国际上空间在轨增材制造技术的研究进展。结合空间站、在轨航天器的需求,重点分析了空间在轨增材制造关键技术对其原材料、技术手段以及设备的要求,在此基础上梳理了空间在轨增材制造技术现阶段面临的挑战。综合表明,特殊的空间环境（微重力、高真空等）都在紧密限制着空间在轨原材料、设备以及技术的选用。最后,基于当前空间在轨制造技术的发展现状、需求以及可能的实现途径,为中国空间在轨增材制造技术的未来发展指明了新的方向。     

空间金属增材制造技术应用

高能束流金属增材制造技术以激光和电子束作为热源,通过选区熔化粉末或熔丝沉积成型来实现金属零部件的制造.根据金属增材制造技术在空间领域的发展,结合空间站和深空探测强约束条件对在轨制造设备尺寸、重量、功耗、寿命提出的更高要求,对比激光与电子束两种热源的工作模式,进行在轨可行性分析,提出未来空间金属增材制造技术发展所面临的问题与解决途径.      

天宫－2空间科学与应用任务及进展

2016年9月15日,我国第一个真正意义上的空间实验室--天宫－2成功发射。天宫－2主要在轨完成两大任务：一是空间科学研究与应用任务,即在轨开展较大规模的空间科学实验和应用试验;二是载人空间站关键技术验证,即进行航天员中期驻留、在轨推进剂补加和在轨维修维护等关键技术验证,为未来的载人空间站建造奠定基础。在该空间实验室上安排了14项体现科技前沿的科学研究与应用任务,包括覆盖基础物理、空间天文、微重力科学、空间生命科学和地球科学观测及应用等几大领域的研究项目。现在,有些科学实验已取得初步成果。     

九天再迎“中国宫”

正2021年4月29日,"天和"核心舱成功发射入轨,取得了空间站在轨建造任务的"开门红"。2010年9月25日,中央批准载人空间站工程立项,分为空间实验室任务和空间站任务两个阶段实施。2016年6月-2017年4月,成功实施了空间实验室阶段4次飞行任务。总目标是:在2022年前后,完成我国空间站在轨建造,突破和掌握近地空间站组合体建造和运营技术、近地空间长期载人飞行技术,具备开展较大规模的空间科学实验与技术试验的能力,建成国家太空实验室。之后,发射巡天空间望远镜,与空间站共轨飞行,开展空间天文巡天与精细观测。     

前言

<正>伴随着天舟六号货运飞船和神舟十六号载人飞船相继升空、对接空间站，中国人的“太空之家”——天宫空间站正式进入应用与发展阶段，转入常态化运营模式。回顾中国空间站建设过程，有许多令人难忘的瞬间：2020年5月5日18时，为中国载人空间站工程研制的长征五号B火箭首飞任务取得成功，为中国空间站在轨建造任务奠定了重要基础。     

增材制造技术在载人航天工程中的应用与展望

近年来,增材制造技术在载人航天工程中的应用迅速发展。对熔融沉积成型技术、激光选区熔化技术、线材电弧增材制造技术、热喷涂增材技术、月壤增材制造技术等用于载人航天工程的增材制造技术及这些技术的应用领域进行了总结。对增材制造技术在在轨制造飞行器替换件、制造大型桁架等难以在地面制造或发射的部件、制造飞行器复杂部件等应用领域进行了总结。提出未来载人航天工程技术的增材制造中应发展适合载人航天工程的材料体系,应研究微重力环境下的增材制造技术,同时未来还应发展相关工艺。     

中国空间站建设稳步推进

2021年4月29日空间站天和核心舱成功发射,这不仅标志着中国载人航天工程"三步走"成功迈出第三步,开始建造长期有人照料的空间站,更宣告中国开启了空间站任务的新时代.按照任务规划,2021和2022两年中国将接续实施11次飞行任务,包括3次空间站舱段发射和4次货运飞船及4次载人飞船发射,于2022年完成空间站在轨建造. 近期,空间站任务相继取得重大进展,天舟二号货运飞船成功发射并与天和核心舱完成自主快速交会对接,神舟十二号载人飞船成功发射并与天和核心舱完成自主快速交会对接,三名航天员顺利进驻天和核心舱,圆满完成空间站阶段首次出舱活动全部既定任务.     

天宫圆梦 闪耀星河

<正>1992年9月,中央决策实施载人航天工程,并确定了我国载人航天“三步走”的发展战略。2010年,中央批准载人空间站工程立项,分为空间实验室任务和空间站任务两个阶段实施。空间实验室阶段主要任务是突破和掌握货物运输、航天员中长期驻留、推进剂补加、地面长时间任务支持和保障等技术,开展空间科学实验与技术试验,为空间站建造和运营奠定基础、积累经验。通过实施长征七号首飞任务,以及天宫二号与神舟十一号、天舟一号交会对接等任务,工程第二步任务目标全部完成。空间站阶段的主要任务是建成和运营我国近地载人空间站,     

中国载人空间站工程进展

载人航天技术已成为衡量一个国家经济、技术和军事力量以及综合国力的重要标志。2010年,中国载人空间站工程研制工作正式启动。中国将在2020年前后建成和运营近地载人空间站。1中国载人空间站建设总体构想中国载人空间站工程所属航天员系统负责选拔训练航天员乘组;空间实验室系统负责研制天宫-2空间实验室,为空间站研制进行先期技术验证;空间     

NASA载人探索任务环控生保技术最新进展

<正>1引言载人航天装备研制过程中,以航天器环境控制与生命保障装备为典型代表的技术是空间站和深空载人航天器最为核心的技术之一,其装备的发展速度和成熟度必将牵制总体工程研制的发展速度,也直接关系到执行飞行任务航天员的生命安全。近些年,随着世界航天大国纷纷将目光瞄准近地轨道以远的月球和深空,以美国为代表的国家持续推动与之相关的“环境控制与生命保障技术”(ECLSS,简称“环控生保技术”),并进行“国际空间站”(ISS)在轨验证和地面测试。2019年美国“阿尔忒弥斯”(Artemis)计划发布后,更加促进了地月空间和火星载人探索任务的“环控生保”创新技术研发,技术差距识别和发展路径不断升级细化。     

在轨3D打印及装配技术在深空探测领域的应用研究进展

以太阳帆深空探测为引子,对以在轨3D打印及装配技术为基础的在轨制造技术的必要性和可行性进行分析,分别阐述了在轨3D打印技术的技术优势、技术可行性以及在轨装配的最新研究进展,并重点研究了美国NASA资助的“蜘蛛制造”在轨制造技术,此项研究成功地将在轨3D打印和空间自主装配有机结合起来,有望突破目前空间可展开机构无法达到万米量级的技术局限性,为中国深空探测的发展提供了一种可供选择的发展思路。     

Space Life Science of China in 2015

With the human space exploration activities, space life science is an emerging interdisciplinary and it covers a wide range of research. Based on our country's manned space station and recoverable satellite science experimental platform, the development of space life science research is very important to acquire new knowledge or new innovation in technology, to give further services to the human space exploration activities, to improve the national economic and social development. Based on present situation, both theoretical and applied researches were continuously performed in 2015. Here, we review and summarize the researches on space life sciences which were contributed by Chinese scientists.      

Space Life Science of China

With the human space exploration activities, space life science is an emerging interdiscipline, which covers a wide range of researches. Based on our country's manned space station and recoverable satellite science experimental platform, the development of space life science research is very important to acquire new knowledge or new technological innovation, to give further services to the human space exploration activities, to improve the national economic and social development. Both ground-based and flight applied studies were continuously performed in the previous 2 years. Here, we review and summarize the researches on space life sciences contributed by Chinese scientists.      

国际空间站智能在轨运行进展及启示

空间站作为近地空间的大型平台,具备长期飞行与空间科学探索能力.随着在轨任务的不断增加,高效空间站在轨运行管理成为挑战性的难题.人工智能与航天技术的深度融合,使得空间站在轨运行逐步向智能化发展,航天器在轨运行智能化已成为必然趋势.本文对国际空间站(International Space Station,ISS)在轨智能化...     

中国载人航天工程的外部设计

在“神舟号”载人飞船工程实现了中国人往返于天地间的目的之后 ,中国应审慎地选择发展载人航天的目标。文章从中国社会对载人航天的需求出发 ,讨论了以开发利用空间微重力物质环境为目标的空间站和以发展天基航天为目标的天基航天站的外部工程系统的环境条件 ,认为中国在运载火箭、发射和回收场、测控站网方面已有较好基础 ,基本具备条件 ,运人运输器已有“神舟号”载人飞船 ,运物运输器的研制也不困难 ,但在为保障航天员在空间生活、工作的航天员系统方面和为实现载人航天工程功能和显现价值的有效载荷系统方面欠缺较多 ,需要一个研究、试验、培训和开发、演示的发展阶段     

基于在轨组装维护的模块化深空探测器技术进展与应用研究

在轨组装与维护是航天器在轨服务技术的基本内容,而模块化设计则是实现航天器在轨组装与维护的一项主要支撑技术。调研总结了国外深空探测领域模块化航天器设计以及在轨组装与在轨维护实施的技术进展,主要包括模块化地外行星着陆探测器、大型在轨组装深空探测器、布置于SEL2(Sun-Earth Libration 2)等轨道的超大型在轨组装空间望远镜系统等,分析了深空探测器领域应用模块化设计实现在轨组装与维护的关键技术要素。针对深空探测航天器长寿命、高可靠、特殊推进系统及其设备配套等技术特点与需求,提出一种应用在轨组装与维护技术的火星多任务探测器系统设想,介绍了探测器系统的任务架构、基本组成、轨道策略等,为我国深空探测技术发展以及新型深空探测器研制提供参考。     

载人小行星探测的总体方案设想

载人探测近地小行星的工程规模和技术难度介于载人探月和载人火星探测之间,是人类开展载人火星探测和飞向更遥远深空的跳板,对于航天技术的发展和科学问题的探索有着极其重要的意义。在调研国外载人小行星探测方案设想的基础上,结合我国航天技术现状和发展趋势,提出了一种载人小行星探测的总体方案设想,并梳理了载人小行星探测的关键技术。研究成果可以作为我国载人小行星探测任务论证和设计的有益参考。