返回式卫星上的微重力水平估算

导出了近地卫星上任意部位微重力水平的表达式,分析和近似估算了利用我国返回式卫星进行首次空间材料加工试验时的微重力水平,表明是在按轨道周期变化的优于1×10~(-5)g_0的准稳态加速度上,迭加了幅度不超过2×10~(-4)g_0的随机加速度脉冲干扰。我国在1987年8月5日发射的返回式卫星上,首次搭载了一台空间晶体生长炉,在空间微重力条件下进行了以砷化镓为主的十项材料加工试验。为了对所得结果进行科学的分析,就必须知道晶体生长期间的微重力水平。本文结合卫星的实际运行参数给予了估算。     

钇、钡、铜氧化物超导体在微重力条件下的热处理试验研究

论述利用我国返回式卫星,在其搭载的晶体加工炉中,首次完成的钇、钡、铜氧化物超导体样品的空间热处理试验。     

正确认识微重力

人们利用航天器中的失重 (有时称为“微重力”)条件 ,制造出具有理想球形的滚珠 ,冶炼出不同密度组分均匀的合金 ,生长出结构完整、不含杂质的大尺寸单晶 ,加工出薄如蝉翼的金属膜和细如头发的金属丝 ,提取高纯度的生物药品 ,开辟了空间材料加工和空间生命科学等新的空间应用与空间科学领域。我国返回式卫星多次搭载空间材料加工和空间生命科学试验获得圆满成功 ,特别是其中的太空育种试验 ,硕果累累。卫星搭载过的多种谷物、蔬菜等植物种子 ,返回地面后经过培育、变异、选优 ,其后代果实产量增加 ,营养成份提高 ,抗病能力增强。人们往往把…     

用于空间探测的静电分析器轻量化设计与验证

针对空间探测载荷的轻量化需求，以空间等离子体探测的静电分析器为研究对象，进行了轻量化设计和验证。在材料及加工方式选择方面，充分利用增材制造这一新兴加工手段，打破传统轻量化设计时追求低密度材料的思路，对比多种材料及加工方式下设备重量及力学表现，确定铝合金为主要材料，3D打印为主要加工方式。在结构设计方面，基于3D打印加工的优势，在减小设备各部分结构厚度的同时，适当设置加强筋以解决薄壁在后处理时易产生形变的问题。采取上述方案设计的设备质量减少至1.2 kg，比使用镁合金及传统加工方式的设备质量（2.2 kg）下降45%。以典型航天任务的鉴定级力学试验条件作为输入，开展了设计模型的有限元仿真，完成实物加工装配以及力学试验，验证了该设计的抗力学性能。     

空间微重力条件下碲镉汞晶体的布里支曼生长

在中国返回式卫星上进行了一台双温区空间晶体生长炉的搭载试验，成功地实现了空间微重力条件下碲镉汞晶体的布里支曼生长，取得了一些有意义的结果。文章介绍了这种晶体炉的设计和空间试验的过程；分析了回收样品的主要测试结果；并对空间材料加工装置的设计和一些相关工艺问题进行了讨论     

简讯

罗马尼亚代表团首次访问欧空局 1991年3月8日罗马尼亚代表团首次访问欧空局,与该局讨论了今后合作问题,并具体商谈了今后合作的试验项目,有空间科学、遥感、微重力实验、卫星通信等。1991年4月24～26日由欧空局召开有关1991年的卫星通信会议,会议地址在布加勒斯特。     

美将利用太空洁净环境制取砷化镓

1993年11月,美国发现号航天飞机在执行任务时,将把一个飞碟形的卫星送入太空(见下图)。这个飞碟形卫星名叫“尾区屏蔽装置”(Wake Shield Facility),是用来在太空中试验生产高速、大功率芯片用的高纯度砷化镓半导体材料的。如果这项试验成功,将使人们在太空开办高效的半导体生产工厂的梦想向现实跨进一步。在航天飞机或其他航天器上进行空间材料加工,曾经做过几十次试验,都是利用空间飞行中的失重环境来制取无缺陷的大块晶体。而“尾区屏蔽装置”卫星则是第一次利用太空的高真空、高洁净环境进行材料加工试验,以制取前所未有的高纯度半导体。     

我国卫星生产发射能力已达每年八至十颗

<正> 自1970年4月24日我国发射成功第一颗人造地球卫星以来,迄今已先后发射成功了22颗。目前我国卫星的生产、发射已达到每年8～10颗的能力,积累了相当丰富的经验。我国在利用卫星进行科研方面已取得了十分可喜的成就。198 7r年8月、9月,我连续地入轨了两颗返回式试验卫星,星上做的材料加工试验得到了火炬状的砷化镓单晶体,晶体的完整性和纯洁性有较大的提高;在生物方面,在空间试验过的谷物、蔬菜、花卉、药用植物和     

空间用石英挠性加速度计摆片断裂特性研究

空间用石英加速度计是以熔融石英玻璃经特种加工形成石英挠性摆作为主要结构。石英材料很脆,石英加速度计在空间振动、冲击、高低温变化等恶劣环境下使用,容易造成摆片挠性支撑处断裂。文章通过试验,对其进行了断裂特性研究,获得了一系列重要数据和结论,可为空间用石黄挠性加速度计的设计与应用提供参考。     

揭开微重力之谜

人们利用航天器中的失重(有时称为“微重力”)条件,制造出具有理想球形的滚珠,冶炼出不同密度组分均匀的合金,生长出结构完整、不含杂质的大尺寸单晶,加工出薄如蝉翼的金属膜和细如头发的金属丝,提取高纯度的生物药品,开辟了空间材料加工和空间生命科学等新的空间应用与空间科学领域。我国返回式卫星多次搭载空间材料加工和     

卫星搭载生长砷化镓单晶实验

介绍了我国首次利用返回式卫星搭载,在微重力环境中生长砷化镓单晶实验的基本原理,单晶炉结构和主要结果。     

Materials Experiment on Tiangong-2 Space Laboratory

During the China's Tiangong-2 (TG-2) flight mission, the experiments of 18 kinds of material samples were conducted in space by using a Multiple Materials Processing Furnace (MMPF) mounted in the orbital module of the TG-2 space laboratory. After the experiments of 12 kinds of samples of the first and second batches were completed successfully, astronauts packed and brought them back to the ground by ShenzhouⅡ spacecraft. By studying processing and formation on semiconductor and optoelectronics materials, metal alloys and metastable materials, functional single-crystal, micro-and nano-composite materials encapsulated in sample ampoules both in space and on Earth, we expect to explore some physical and chemical processes and mechanism of the materials formation that are normally obscured and therefore are difficult to study quantitatively on the ground due to the gravity-induced convection, to obtain the processing and synthesis technology for preparing high quality materials, and lead to the improvement and development of materials processing techniques on Earth, and also develop the experiment device and comprehensive ability for materials experiment in microgravity environment. This report briefly introduces the main points of each research work and preliminary comparative analysis results of 12 samples carried out by scientists undertaking research task.      

空间材料实验炉的模拟热分析与地面试验分析

空间材料实验炉的温度分布对空间材料制备至关重要.通过对用于天宫二号空间实验室材料实验炉的物理模型进行合理简化,建立了三维传热数值计算模型,测量了实验炉材料的热物性参数,并根据地面试验工况进行模拟热分析计算,其结果能够很好地与地面试验结果吻合.采用模拟计算的方法分析样品物性参数对炉膛和样品中温度分布的影响,对实验炉的隔热部件进行优化设计,进而对炉体外表面温度进行了预测.数值仿真计算弥补了实验中测温点不足的问题,有助于进一步了解样品的温度分布,同时为实验炉隔热优化设计和安全运行提供了依据.      

Design and experiment of onboard laser time transfer in Chinese Beidou navigation satellites

High-precision time synchronization between satellites and ground stations plays the vital role in satellite navigation system. Laser time transfer (LTT) technology is widely recognized as the highest accuracy way to achieve time synchronization derived from satellite laser ranging (SLR) technology. Onboard LTT payload has been designed and developed by Shanghai Astronomical Observatory, and successfully applied to Chinese Beidou navigation satellites. By using the SLR system, with strictly controlling laser firing time and developing LTT data processing system on ground, the high precise onboard laser time transfer experiment has been first performed for satellite navigation system in the world. The clock difference and relative frequency difference between the ground hydrogen maser and space rubidium clocks have been obtained, with the precision of approximately 300 ps and relative frequency stability of 10E−14. This article describes the development of onboard LTT payload, introduces the principle, system composition, applications and LTT measuring results for Chinese satellite navigation system.     

空间站材料科学加工试验炉的选择

对国际空间站上各国准备选用的材料科学试验加工炉进行了介绍. 主要呈现以下特点: 高度集成化的材料制备、测试、分析和处理等综合实验能力; 更高的精度、稳定性以及更长的使用寿命; 模块化、标准化和组合式; 应用遥科学实验技术. 从1998 年开始, 为适应未来中国空间站试验的需求, 发展了几类遥科学的空间加工炉及在长时间无人条件下由机器人照料的任意次更换样品的遥操作原型炉. 提出在中国载人航天工程第三步, 即空间站阶段的前期关键技术预研中, 设计和研发功能专业化, 结构模块化和接口标准化的典型功能实验单元, 通过技术集成可以在短时间内高效可靠地完成空间实验设备的配置、集成化和空间应用.      

The Japanese FMPT and related ground experiments—material experiments aspects

Japanese program of space experiment called FMPT (First Material Processing Test) has been reviewed from material experiments aspects. After looking at whole view of the FMPT by describing the kinds of equipments, the materials to be studied and the organizations to which PI belongs, several experiments are picked up and their objectives, the method of experiments, and expected results are reviewed. The impacts of FMPT on the Japanese scientists are finally discussed.     

空间晶体生长炉综合控制方法

空间晶体生长炉控制对象复杂, 具有纯滞后、强耦合、非线性等不利于控制的特性. 为实现炉温的精确控制, 提出了一个空间晶体生长炉综合控制方法并通过软件来实现. 将相关系数法和增广递推最小二乘法相结合, 辨识系统模型, 使用Hooke-Jeeves模式搜索法进行PID参数的自整定, 采用PID加前馈控制的算法对系统进行仿真, 使用同样的算法和控制参数对空间晶体生长炉进行实时控制, 并在控制的过程中实时调整控制参数, 以达到最佳的控制结果. 实验结果表明, 当三个温区的温度均达到700oC时, 温度稳定度小于±0.3oC, 满足系统设计要求. 同时介绍了实现综合控制软件的基本原理、功能、特点及在实际中的应用. 实际工程的应用结果表明, 该软件可满足空间晶体生长炉对控制系统的要求.      

在空间微重力下生长碲镉汞晶体

本文叙述了我国首次在空间微重力下进行的碲镉汞(MCT)晶体生长试验及一些观测结果。生长是从熔体进行的。在空间90min的加热时间内,将MCT多晶试样熔化,然后随炉冷却,最后在地面上再结晶。于是,生长出约3cm长的晶体,其表面光滑.结构致密,无孔洞,由1～3个大晶粒组成,其中单晶占74%。X射线能量色散分析(EDS)表明,其径向组分均匀性优于±0.02,其中约1cm长的一段晶体的径向组分均匀性优于±0.01。电学特性与地面上生长的样品基本相同。