从空间资源开发展望空间技术的发展

一、概述 30多年来,空间科学和技术为利用和开发空间资源所作的努力,已经在利用空间高位置资源获取、传输和转发信息方面取得了重大成就,获得了巨大的利益;在利用空间高真空和高洁净环境资源发展空间天文学方面也取得了很大的成绩。但对于这两项已取得很大成就的空间资源的进一步的开发,以及对其他空间资源的利用和开发,由于受到技术上和条件上的限制,一般还处在研究、试验和创造条件的阶段。要获得实质性的进展,还有待于技术的突破和条件的创立。     

空间碎片观测综述

空间碎片又称轨道碎片,是指宇宙空间中除正常工作的飞行器外的所有人造物体,包括飞行着的各种残骸和碎片,大到废弃的卫星、运载火箭末级,小到固体火箭发动机燃烧后的氧化铝小颗粒或从航天器上剥落下来的漆片。这些人造物体长期运行在空间轨道上,并随着人类航天活动的扩展日益增多。据估计,目前地球空间轨道上空间碎片的数量在数十万至数百万之间,而地面能够观测到的在轨运行的人造物体却不到1万个。以2003年6月24日美国公布的资料为例,登录在案的在轨物体数目有9106个,其中真正有效的航天器为1003个,即89郾0%的在轨物体为空间碎片。空间碎片的存在严重地威胁着在轨运行航天器的安全,它们和航天器的碰撞能直接改变航天器的表面性能,造成表面器件损伤,导致航天器系统故障,对航天器的正常运行带来极大的危害。同时空间碎片的不断产生对有限的轨道资源也构成了严重威胁,尤其是当某一轨道高度的空间碎片密度达到一个临界值时,碎片之间的链式碰撞过程将会造成轨道资源的永久破坏。因此,为了安全、持续地开发和利用空间资源,就必须不断提高对空间碎片的跟踪监视技术,增强对空间碎片环境的分析预测能力,同时寻求控制空间碎片的有效措施。     

航天器材料空间环境适应性评价与认定准则研究

航天器材料空间环境适应性是指航天器材料适应空间环境的能力,同时又是航天器系统级空间环境适应性的基础。确保航天器材料空间环境适应性是航天器研制初期重要环节。文章首先介绍了航天器材料的空间环境适应性类型;其次列举了材料空间环境适应性评价试验标准体系;然后分析了空间环境适应性评价手段与认定准则,包括选材阶段的评价试验、采购和使用阶段的验收试验以及空间环境适应性的认定。文章对我国航天器材料空间环境适应性评价与认定工作提出若干建议,为航天器材料选择和空间环境适应性控制提供参考。     

我国空间环境及其效应监测的初步设想

随着对应用卫星长寿命、高可靠要求的不断提高,空间环境及其与航天器相互作用的在轨监测日益受到重视,基于空间环境及其效应监测的卫星在轨风险管理已成为保障航天器长寿命高可靠的重要手段。文章在分析国外相关领域的发展现状的基础上,提出我国开展空间环境及其效应监测的初步设想。     

谈谈航天器的有效载荷

航天器的有效载荷为乘载于航天器平台上的直接执行特定航天任务的人和物。本文讨论航天器有效载荷的种类和组成、有效载荷在航天器系统内的层次和地位以及有效裁荷在航天器设计中的角色和作用。种类和组成航天是直接探测研究太空环境和利用开发太空资源的唯一手段,航天器则是直接探测研究太空环境和利用开发太空资源的主要工具。发展航天技术、研制和发射航天器的任务和目的,就在于开发信息、物质和能量类产品,以满足人类文明进步和社会日渐繁荣的需求。利用航天器开发信息类产品,     

载人航天器防操作失误设计分析

载人航天器防操作失误设计分析周前祥龙升照人类的空间活动，总体来说，可以分为两大类：一类是探索和了解外层空间的科学活动；另一类是开发和利用空间资源的活动。在这两类活动中，载人航天均占有重要位置。载人航天的核心是人进入空间。人上了天以后，便与载人航天器及...     

航天器空间环境防污染试验技术分析

论述航天器空间环境防污染试验技术分析;污染物的来源分析,污染对航天器的影响,对空间环模设备的影响,防止污染的方法,减少航天器自污染的措施及污染的检测方法与航天器空间环境试验时污染检测的实例。     

国外空间环境试验与探测技术现状与发展趋势

文章分析了与航天器飞行有关的4类空间环境的特点;介绍了国外空间环境试验技术的现状与发展概况。文章还重点分析了未来空间环境探测的发展趋势:加强了对空间环境动态变化的探测;将星座探测摆在重要地位;以地球轨道卫星为发展的主流;利用卫星加大对空间环境探测的力度;加强国际合作。国外空间环境探测的经验表明,我国应重视发展地球轨道探测卫星,尽快提高卫星有效载荷的水平。     

空间环境对航天器的影响及其对策研究(续)

2 .2　高能带电粒子环境对航天器的影响2 .2 .1　我国各类航天器高能带电粒子环境实测结果我国于 1971年 3月 3日发射第一颗科学卫星———“实践一号”(ＳＪ 1) ,其后又相继发射ＳＪ 2～ＳＪ 5 ,进行了空间物理和环境探测 ;在“风云一号”(ＦＹ 1)、“风云二号”(ＦＹ 2 )气象卫星、“资源一号”(ＺＹ 1)、“资源二号”(ＺＹ 2 )等应用卫星上也安装了空间环境监测仪器 ,取得了大量高能带电粒子环境及其效应的实测资料 ,极大地提高了对高能带电粒子环境的感性认识 ,促进了有关高能带电粒子机理和防护对策的研究。主要探测结果如下 :　　ａ .…     

美俄卫星太空碰撞事件及对航天活动的影响

文章介绍了最近发生的美俄卫星太空碰撞重大事件;深入剖析了导致碰撞的可能原因;详细评述了卫星碰撞事件对空间碎片环境的严重恶化和对人类航天活动的影响;分析了碰撞事件对空间碎片研究带来的新困难和新挑战。文章指出,从航天器安全角度来讲,减缓、控制乃至清除空间碎片是全人类共同的责任和唯一选择。     

航天器可靠性与空间特殊环境试验

文章论述了环境试验对航天器可靠性的重要作用,重点介绍了原子氧、空间辐照粒子、等离子体与带电、空间碎片等特殊环境及其效应对航天器寿命及可靠性的影响,并对开展航天器长寿命、高可靠环境试验技术研究提出一些建议。     

核动力航天器发展历程（上）

核动力航天器泛指一切使用核能的航天器。核能的产生包括衰变、裂变和聚变3种方式,核能的空间利用包括热源、电源和推进3种形式。迄今为止人类共发射了73颗核动力航天器,其中美国32颗,前苏联40颗、中国1颗;而其中同位素航天器有38颗,核反应堆（核裂变）航天器有35颗。     

空间碎片的缓减

随着空间资源开发的逐渐深化和空间应用的日益扩大，特别是小卫星和卫星星座的出现和发展，进入外层空间的航天器的数量势必有增无减。轨道上的航天器数量越多，生成的空间碎片也越多，这是必然的。要使空间碎片的积余总数下降，最终清除已积存的空间碎片，不仅近期内做不...     

飞行环境污染对航天器的影响

论述了卫星等航天器的飞行环境污染源及其影响特性，指出，从流体力学观点，在高真空低温环境状态下，喷气羽流污染影响范围有限，对航天器的空间交会或液体空间排放，只要采取相应的措施，就能够避免其对航天器的污染或损害。     

空间垃圾生成的预测及航天器的防护措施

随着空间垃圾的不断增加,它对人类航天活动构成的威胁日益严重。本文推测了近期空间垃圾与航天器碰撞的可能性,并提出了航天器的防护措施。     

航天器空间碎片超高速撞击防护的若干问题

空间碎片对航天器的超高速撞击损伤已受到国内外的普遍重视,如何使在轨航天器对空间碎片进行有效防护是航天器长寿命、高可靠安全运行的重要保障。文章概述了空间碎片环境现状、空间碎片超高速撞击危害以及国内外空间碎片防护的研究现状和趋势。重点介绍了航天器常用的Whipple防护结构及其各种衍生结构的防护性能和弹道极限方程（BLE）,评述了这些防护结构防护性能的优缺点。     

航天器近地空间环境效应综述

空间环境是影响航天器飞行的重要因素之一。文章在总结近地空间环境含义的基础上,按形成因素对近地空间环境进行分类,并详细分析了辐射环境、摄动环境、磁场环境、等离子体环境、微流星体和冷黑环境及其对近地空间航天器的效应。     

空间环境对航天器的影响及其对策研究

在扼要介绍近地空间环境的基础上，简述了高层大气、高能带电粒子，空间等离子体、空间碎片和微流星等空间环境对航天器轨道，姿态的影响，以及航天器辐射损伤，机械损伤，化学损伤，表面充放电，电子器件硬软错误，通信和测控的干扰等诸多空间环境效应，还简要介绍了我国空间环境探测的主要成果以及空间环境对航天器影响的对策研究的情况。     

空间次生环境研究及探测方法概述

文章基于空间次生环境及其效应定义,分别结合不同次生环境阐述了国内外在磁场作用下带电粒子对航天器的影响、航天器非金属材料出气的影响、航天器与空间等离子体相互作用影响、航天器发动机羽流效应和航天器舱内电子环境及效应等的研究状况,并有针对性地开展了典型的发动机羽流效应、放电监测系统和航天器自身磁场分布探测研究。     

国外航天运输系统发展现状及趋势分析

正航天运输系统是确保人类开展航天活动的重要前提和基础,是实现航天器快速部署、重构、扩充和维护的保障,是大规模开发和利用空间资源的载体,是人类社会进步和新军事变革的重要推动力量。航天运输系统的技术水平代表着一个国家自主进出空间的能力。航天运输系统是往返于地球表面和空间轨道之间,或在不同轨道之间