MSMA振动发电机的建模与仿真

振动发电就是利用电磁感应、压电技术、智能材料等将外部的机械振动能量通过一定装置转换成电能,实现机械振动能量和电能的转换.在分析磁控形状记忆合金（Magnetic Shape MemoryAlloy,简称MSMA）振动发电原理的基础上,利用MSMA智能材料的维拉利效应对振动能量进行收集,建立了MSMA振动发电机的数学模型,求出振动发电机感应电动势与压应力及外加磁场的数学关系.分析了振动应力幅值、频率的响应特性,仿真结果验证了MSMA振动发电的可行性.     

载人月球任务能源系统初探

针对载人月球任务多样、实施环境复杂等特点,分析了载人登月任务能源系统需求特点,结合国外载人月球任务航天器能源系统发展现状,提出了采用分布式能源网架构形式,逐步构建多源互补、物质循环利用、功率扩展的多子站互联能源系统。采用太阳电池、燃料电池、空间核能或锂离子电池等不同能源类型构建分布式发电和储能,并详细梳理了能源技术重点研究方向和共性关键技术,为未来载人月球任务能源系统顺利实施奠定技术基础。     

月面人机联合采样探测发展趋势与任务设想

针对月球资源的探测与原位利用需求,概述了月球资源遥感探测、采样返回分析及原位采样探测技术现状和发展趋势。面向载人登月采样探测工程需求,围绕月面人机联合采样探测,提出了不同阶段表层样品采样探测、广域分布式原位探测、大尺度月壤剖面科学钻探等任务设想,为我国未来载人月球探测总体方案制定和航天员用智能设备的研制提供参考。     

载人月球基地选址的几个基本因素

载人月球基地选址有许多因素需要考虑,如战略意义、科学目标、工程能力约束和资源利用等。分析了国外载人登月着陆点选取及月球基地选址原则,确定了各种选址影响因素的优先级,为我国载人月球基地选址提供了参考依据。基于月球表面的特殊环境和月球基地建设过程中的工程能力约束,对载人月球基地选址约束进行了分析。结合国内外无人月球探测工程、载人登月工程选址点的分布情况,初选月球正面的虹湾、月球赤道的马留斯地区和南极Cabeus撞击坑进行了载人月球基地选址综合分析。分析结果表明,具有较好科学研究意义的虹湾地区和可能存在水冰资源的Cabeus撞击坑均能够满足载人月球基地的选址需求。     

基于月痕资源的月球开发新体系构想

针对月球开发目标问题,指出信息时代月球资源开发存在不同于阿波罗时代的新视角,并将月面对人类活动痕迹的长期保留能力定义为月痕资源,设计以月痕资源开发为核心的月球开发新体系,说明其体系运行原理,并对系统商业化的前景和存在问题进行初步定性分析。研究结果表明,在现有技术基础上,月球资源商业化开发存在可行空间,月球经济的兴起可以预期。     

月面服务机器人研究进展及发展设想

针对我国后续无人月球探测和载人月球探测中巡视勘察、资源利用、设施建造等任务对多功能巡视作业功能的月面服务机器人的迫切需求,综述了国内外轮腿式、可重构、仿生、翻滚式、弹跳式等新概念月面机器人的研究进展;结合无人月球探测及有人月球探测的任务,分析了月面活动对机器人高效移动、载荷操作、月面组装等需求;在此基础上,提出了月面服务机器人向轮腿式、可重构、多机协同、人机协作等方面发展的设想。可为我国后续无人月球探测和载人月球探测提供参考和借鉴。     

月球基地闭环核能磁流体发电技术初步研究

针对未来月球基地能源需求,提出了百千瓦级的月球基地核电源系统方案,并给出了整个核电源系统的设计参数。在此基础上,针对该系统中的盘式磁流体发电机进行了设计和初步性能分析。结果表明:该系统方案可满足百千瓦级月球基地能源需求。盘式磁流体发电机具有结构紧凑、发电效率高、对应磁体系统简单、不涉及旋转部件等优点,采用磁流体发电机的高温气体闭环核能发电系统可为月球表面核反应堆电源设计提供参考。     

月球巡视探测器自主定向算法研究

月球巡视探测器自主导航是其能在月面执行探测任务的关键,而定向又是月球巡视探测器自主导航的一个重要组成部分,其定向精度将直接影响到月球巡视探测器定位性能。将CCD(ChargeCoupleDevice)太阳敏感器应用到月球巡视探测器上,用太阳敏感器测量太阳位置矢量,结合加速度计测量的重力矢量,利用QUEST算法推算了月球巡视探测器的姿态和航向,为月球巡视探测器构建了一套适用于长时间、长距离导航的绝对定向方案,通过理论分析和实际推算描述了该定向方案的具体实现过程,最后以仿真结果验证了该方案的可行性,为下一步月球巡视探测器定位研究提供了技术参考。     

月面建造工程的挑战与研究进展

月球探测具有重要战略价值,月面建造工程是支持月球探测的必然选择。针对月面的极端环境条件,提出了月面建造工程在选址规划、地质勘探、结构设计、材料制备与利用、建造工艺及装备,以及资源采集等多方面面临的主要挑战,综述了国内外在相关领域的研究进展,并探讨了可能的应对措施,旨在为未来真正实现月面建造工程提供有效的参考思路。     

基于马斯洛需求层次理论的月球人类栖息地建设方案

针对月球人类栖息地建设的整体规划与层次划分问题,提出了一种基于马斯洛需求层次理论的月球人类栖息地建设方案。首先在分析月球基本环境的基础上,依据人类生存对环境的层次化需求,提出了一种面向月球栖息地建设的马斯洛层次需求模型;然后根据栖息地的人类生存、资源获取、宇宙探索前哨的三大任务功能,进行了栖息地建设的四大部分共19个功能模块的划分;最后,基于层次需求模型将上述任务功能、环境要求和技术条件相结合,进行了子模块间的输入输出关系分析,提出了栖息地建设的初期、中期和后期的各阶段性方案。结果可为后续研究工作提供参考。     

基于单基站的载人月球车相对定位技术

针对载人月球车在月球上对高精度、低部署成本导航定位技术的需求,研究了基于月球车与月球基地的无线通信数据链的单基站相对定位技术。为降低对高精度时钟的要求,使用伪随机码编码的双向飞行到达时间进行测距估计;利用定向天线组合的方式设计了测角阵列天线,研究了阵列天线到达信号幅度对信号到达角度进行估计方法。仿真表明,在不增加基站部署的情况下,能够满足月球车10 m以内(@1000 m)的定位精度。     

人类航天活动的基地 理想的太空观测站——月球探测的过去、现在和未来

美国、前苏联和日本向月球发射了86个探测器,美国的“阿波罗”11号首次实现载人登月后,又进行了5次载人登月飞行。人类最终目的是在月球表面建立可供人居住的长期基地和观察站,进行月球资源的开发     

月尘特性与模拟月尘研制现状

月尘问题是人类探测月球过程中需要克服的关键问题之一,研究月尘特性和研制模拟月尘是了解月球环境、解决月尘问题的有效途径。受月球空间环境影响,月尘具有许多独特的性质。为此,总结和阐述了月尘的几何特性、化学特性、物理特性和力学特性。根据月尘的基本性质,各种类型的模拟月尘被研制出来,其中重点介绍了NASA研制的JSC月海系列和NULHT高地系列模拟月尘的制备方法和性质。高质量的模拟月尘可以应用于表面活化、荷电特性、漂浮特性、附着特性、防除尘技术、资源提取等多个研究领域,为进一步探索月球提供必要的技术储备。     

NASA力促国际合作共建月球基地

最近,NASA 公布了建设月球基地的初步方案和一个《全球探索战略》。《全球探索战略》的目的是鼓励世界各国参与未来的美国的月球探索和其他航天计划,以有效利用全球可用的知识和资源,推动人类对太空的发现和探索。力促国际合作NASA 对邀请国际伙伴和商业组织参与重返月球计划采取了一种开放态度,并希望它的这种态度可以最终导致在近地轨道之外的载人航天活动中形成一种广泛的合作形式。     

月球奥林匹克

出于探测空间环境、开发月球资源和为进一步的行星探测建立前进基地等多种目的,近年来中国、美国、俄罗斯、欧洲、日本和印度都开展了各自的月球探测计划,掀起了冷战后太空竞赛新一轮的探月热潮.在不久的将来,月球上空将出现多颗探测器同时飞行的壮观景象,堪称一场月球奥林比克盛会.     

柔性可展开月球居住舱发展现状

柔性可展开构型月球居住舱具有质量轻、内部空间大、对发射载具要求低等优点,是未来月球基地建设的优势方案之一。在综述了国内外柔性构型月球居住舱典型设计方案后,梳理了柔性月球居住舱的发展现状,分析对比了不同构型、不同形态柔性月球居住舱的优缺点。在此基础上,结合未来月球探测需求,论证了柔性月球居住舱的关键设计指标与评价体系。梳理了柔性构型月球居住舱发展的关键技术,包括系统总体设计、可控刚化、蒙皮材料选择与结构设计、折展方案设计与过程控制等,并介绍了可能的技术途径,可为中国未来月球居住舱设计与月球基地建设提供参考。     

月球资源人机联合多尺度红外光谱成像探测概念研究

面向载人登月以及月球基地建设的潜在应用需求,在调研分析国内外月面资源探测技术的基础上,开展月球资源多尺度人机联合红外光谱成像探测概念研究。从星载遥感、实地勘察、现场分析三个方面,提出广义人机联合模式下的载人登月选址普查、详查、定点监测,人机联合巡视、手持及可穿戴式现场实地探测及勘察,现场采样及分析完成样品的细分与筛选等关键研究构想。     

月球轨道器交会对接地面高精度导引技术研究

月球轨道器交会对接过程中测量手段有限、地面测量几何差,地面导引的技术难度大。从月球轨道器交会对接地面高精度导引的需求入手,介绍典型的月球及近地轨道交会对接导引技术的现状,结合同波束干涉测量技术在月球和深空探测器高精度定轨的经验,提出采用同波束干涉测量技术实现地面高精度导引。分析同波束干涉测量技术在月球轨道器交会对接地面高精度导引中的优势,并在理论上探讨了所面临的关键技术。     

嫦娥探测器轨道测定中的科学与技术问题

嫦娥探测器轨道测定技术既是成功完成工程任务的基础,也对月球科学研究起着重要作用。嫦娥探测器的轨道测定与地球航天器的轨道测定有诸多不同之处,本文介绍了绕月球探测与绕地球探测在测定轨技术方面的差异,并介绍了基于"嫦娥一号"、"嫦娥二号"月球探测器建立月面地形以及月球重力场模型的研究进展,最后分析了"嫦娥二号"平动点飞行试验以及小行星探测试验的测定轨能力。这些技术不仅在月球探测工程中起到关键作用,对我国后续深空探测也有很好的借鉴意义。     

雷达RCS测量的月球标定方法

提出利用月球的雷达标定方法，分析了月球作为脉冲雷达标定目标的电磁散射特性。研究了月球标定时雷达工作方式的有关问题，并对方法效能进行了评估。