基于模糊应力-强度模型的空间系绳碰撞可靠性

空间系绳系统由于其特殊的组成结构日益受到关注,空间系绳的碰撞可靠性研究是系绳任务设计的重要一环.本文采用可靠性分析基本原理中的应力-强度模型,根据近地轨道的空间碎片通量和泊松分布方法,进行空间系绳在轨碰撞可靠性的研究分析.根据对空间系绳碰撞可靠性有影响的系绳结构因素,即单股系绳的直径、长度,双股系绳的绳间距、碰撞角等,...     

空间系绳碎片碰撞生存能力研究

空间系绳结构和几何尺寸对其在复杂空间环境中抵抗碎片碰撞的能力有显著影响.本文根据系绳-碎片碰撞模型和泊松分布,计算了双股系绳和带状系绳被碎片割断的概率,分析了太空碎片对系绳生存能力可能造成的影响.双股系绳是由两条平行系绳每隔一段距离打结连接构成,带状系绳可视为一种横截面为矩形的特殊单股系绳.首先对单股系绳被碎片割断的概率进行建模,然后构建双股系绳和带状系绳生存能力函数,最后根据空间碎片环境模型,对比分析具有不同结构、不同尺寸的系绳的生存能力.仿真结果表明,相较于单股系绳,双股系绳和带状系绳的生存能力有明显提高.     

利用空间系绳的降轨与再入

空间系绳可以将回收容器(试样)带出空间站(实验室),进入地球再入轨道。两段指数型的伸展程序和尽可能大的伸展速率对长度之比,能够激发空间系绳产生较大量值的负平面内摆角速度。该角速度可以缩减用于回收容器再入的空间系绳长度或改进再入特性。     

带偏置点的绳系拖拽离轨系统动力学研究

考虑空间拖船利用飞网/飞爪对空间残骸捕获结束后绳系拖拽系统的动力学特性,开展了基于简化的带偏置点构型的建模及仿真研究.首先,捕获后的组合体包括空间拖船、系绳和空间残骸,系绳在空间残骸一端的牵挂点看作偏置点,给出相应的的绳系拖拽系统构型;其次,以降轨离轨过程为例,建立系统能量方程,并根据欧拉-拉格朗日方程给出系统的动力学表达式并估算系绳张紧情况下的平衡点;最后,设定离轨推力,在不同的初始角速度、系绳张紧或松弛以及不同松弛程度条件下,分析绳系拖拽离轨系统的动力学行为.研究表明,空间残骸小的初始角速度和张紧或略微松弛的系绳能够保证安全离轨.     

速率控制下的空间系绳的伸展

以地球同步轨道高度上的空间系绳的伸展为例,阐述了长度速率控制律中的参数对伸展过程的影响,控制律中参数选择的方法,最大系绳拉力的估算以及伸展过程中系绳应力的计算。     

在回收容器再入中应用的空间系绳伸展长度的估计

空间系绳有可能取代化学推进装置而导致回收容器的再入返回.文章初步分析这种可能性,估计系绳的伸展长度.     

一组新的绳系卫星系统广义坐标

应用一组新的六维广义坐标,在一个统一的力学系统中,研究在外摄动力（地球非球形引力与大气阻力等）及系绳拉力的作用下,绳系系统质心在惯性空间的轨道运动,以及该系统相对于质心的相对运动。系绳模拟为具有质量的弹性连续体,系绳两端的空间飞行器假设为点质量。下列变量取为力学系统的广义坐标：系统质心的向径、赤经、赤纬,主星与子星之间的距离,以及系绳相对于系统质心子午面的两个欧拉角。经典的质心轨道根数,以及系绳在质心轨道面内与轨道面外的摆动角,均可由上述六个广义坐标及其广义速度确定。     

随机扰动情况下绳系卫星状态保持阶段的最优控制

在考虑系绳弹性的情况下, 建立绳系卫星轨道面内运动的动力学模型, 并在系统平衡位置线性化, 得到绳系子星在随机扰动作用下的稳态保持状态方程. 引入基于卡尔曼滤波的状态估计方法和最优状态反馈控制策略, 提出了保持系统稳态运行的控制方法, 并以YES2空间系绳试验为参考模型设计了稳态保持控制系统. 分别在不考虑系绳弹性和考虑系绳弹性的系统模型下进行相应仿真分析, 结果表明所提出的控制方法能使系统具有良好的抗干扰性能, 系绳控制张力变化平缓且幅值小, 提高了系统状态保持阶段的可靠性和安全性. 同时系绳刚度系数的减小可使系绳纵向振动加剧, 但对横向摆动影响较小, 这为选取合适的系绳材料提供了理论参考.     

美国航天飞机第49次飞行

1992年7月31日美国东部夏令时间上午9时56分(格林威治时间13时56分),美国阿特兰蒂斯号航天飞机从肯尼迪空间中心发射升空。这是美国航天飞机第49次飞行及阿特兰蒂斯号航天飞机第11次飞行。飞行任务代号为STS-46。这次飞行的主要任务是进行首次系绳卫星试验及施放欧空局的尤里卡科学实验平台。称为TSS-1的系绳卫星系统(见下图),卫星由意大利Alenia公司制造,系绳与施放装置由美国马丁·马丽埃塔公司制造。这次美意联合系绳卫星飞行计划共耗资3.97亿美元,由NASA和意大利空间局分担。实验的主要项目是使系绳卫星在高速穿过地     

柔性系绳平衡状态临界绳长研究

为了确定柔性系绳系统在平衡状态下的临界绳长,在考虑大气阻力、系绳伸展性、系绳质量等因素的情况下,基于系绳系统轨道运动建立了系绳平衡状态方程.为确定求解系绳平衡方程所需初值条件,分析了载荷受力情况并建立其平衡状态方程,进而分析给出了系绳长度达到临界值的条件以及临界绳长的计算方法.仿真计算了不同载荷质量、系绳直径和载荷弹道系数这三种情况下系绳的临界绳长,分别拟合得到这三种情况下临界绳长的计算方程,并分析了不同载荷质量、系绳直径和载荷弹道系数对系绳临界绳长的影响.     

未来的空间生命科学

本文分析了空间生命科学的发展战略,对21世纪初期的研究设想进行了概括,较详细地介绍了空间生命科学四个方面的内容:空间生理学和医学,包括空间医学、空间生理学、空间作业医学和人在空间的作用;空间生物学,包括重力生物学、可控生态生保系统、生物圈和地外生物学;空间站生物医学工程以及空间生物材料的加工生产。本文还讨论了各方面存在的主要问题和今后的发展趋向,特别强调了空间高枝术应用对促进国民经济发展的巨大潜力。     

空间技术系统的讨论

从社会需求出发和以满足空间任务目标的角度, 依据一般系统论的原则, 提出了建立空间技术系统的新概念。将空间技术系统划分为航天器进入空间技术、空间功能运用技术、空间防护技术和空间武器技术四大分系统组成的技术系统, 这有别于以发展运载器和航天器为主要目标而建立的空间技术系统体系     

选择中国载人航天发展目标的讨论

回顾人类载人航天 40余年的历程 ,出现过一些弯路 ,究其原因是多方面的 ,但主要的是如何合理选择各自的发展目标。发展载人航天的目标大致可有6项 :开发利用空间微重力环境物质资源 ,开发利用空间轨道能源资源 ,开发利用月球能源资源 ,发展天基航天利用空间位置资源 ,在月球上扩大人类生存空间 ,在火星上扩大人类生存空间。文章系统分析了国际上现有载人航天工程的经验和教训 ,认为结合中国的具体实际 ,中国载人航天发展的目标应重点考虑开发利用空间微重力环境物质资源和发展天基航天。     

航天服材料与发展动向

在载人航天飞行中,航天服是确保宇航员生命安全和具有良好工作能力的必不可少的一种装备,而选择或研制航天服所用的特种材料是航天服研制中的一项关键枝术。本文就空间环境对航天服材料的影响,航天服材料性能要求及其发展动向进行了较全面的论述。     

Space law education in China: Status quo,shortcomings and possible ways out

Space law education has an essential role in the space capacity building of a country because of its importance for human resources development in space law. Comparisons between Canada and China, the European Union and China and the United States of America (USA) and China in space law degree education, course, teaching methodology, institute and practice and communication platform are provided in an attempt to review some issues which exist within the Chinese space law educational system and to seek a better choice for China’s space law education reform. Chinese space law education has achieved noticeable progress over the past two decades. However, it is still limited in comparison to its counterparts in Europe and Northern America. The range of the space law degree education programmes and space-law-related courses is comparatively limited. A gap remains between space law education and practice in China. Chinese space law classes are still dominated by the teacher-centred teaching methodology, although several universities have some new teaching practices. The establishment of seven space law-related research institutes plays an increasingly important role in Chinese space law education, space law and policy research and legal advisory services for the Chinese government and non-governmental sectors. However, these institutes still have a long way to go in comparison with their counterparts in Europe and Northern America. While China has established domestic research platforms for space law communication through international cooperation, it does not provide space law practice platforms for space law education. While international space law does not provide a direct legal foundation for space law education in China, Chinese educational laws can lay a profound legal foundation for Chinese space law education. To promote its national expertise and capacity in space law, based on the three-pillar model and the experiences of its counterparts in North America and Europe, China should adopt a systematic and sustainable regime for its space law education.     

空间站概述

自1961年世界上第一名航天员上天以来,载人航天技术有了飞速的发展。载人航天器已由初期的小型载人飞船,发展到大型空间站和航天飞机。空间站的诞生,特别是永久性空间站的建立,将会引起人类社会的众多方面发生重大而深刻的变化。本文首先就过去十多年中美国、苏联和欧洲发射的空间站作一简略概括,然后对空间站的构型,用途和未来发展等进行论述。     

An Outline of Investigation of Space Medicine Problem and Its Mechanism

The human exploration of space is one of the great voyages of discovery in human history. For over forty years space exploration, human have gotten more profound knowledge about outer space and life phenomena, ranging from understanding and recognizing space to adapting and utilizing space. With these development, space medicine that aimed at studying effect of space environment on human health and ensuring the safety, health and effective working of human in space exploration, will become increasingly improved and matured.The contents of research will develop from the early phenomena observation of the effect of space environment on human physiology and biochemistry, and the effect definition, to the study of the mechanism of changes of cell, molecule, and gene, from the passive adaptation for space environment to taking the initiative countermeasures, in order to ensure the safety, health and effective working of astronauts during space flight.Space practices in the past forty years have confirmed that a variety of physiological and pathological changes have been found for organism exposed to space flight. These changes include cardiovascular dysfunction, bone loss,muscle atrophy, decline of immune function, endocrine function disorder and space motion sickness. In recent years, more attention has been focused on the study of the mechanism of these changes, especially the effects of space environment on cell, molecule and its gene expression. With the demand of China's manned space engineering task and continuous development, a series of studies on medical problem caused by space environment have been carried out.     

Capacity building in space law and space policy

A high level of expertise in space policy and law is required to initiate and keep pace with the expansion of space activities, including those undertaken by the private space industry. Space activities generally refer to those undertakings that are carried out with the use of several technologies for the exploration and utilization of outer space often for scientific, military, economic and social proposes within international and national policy and regulatory frameworks. Space policies and legal regimes determine the scope, nature, pace, possibility and development of space undertakings. Therefore, appropriate space policies and regulatory regimes, both at the international and national levels, are indispensable for the initiation, operation and enhancement of space activities. There are various regulatory models and approaches for regulating space activities, and for building capacity in space law and space policy. It is imperative to have the appropriate human resources and capabilities in the development and implementation of space policies and space legal regimes. This crucial requirement has been well recognized in the more advanced space-faring nations, but not to the same level in other space-faring or space-aspiring nations.     

中国航天医学进展

航天医学是随着载人航天事业的发展而兴起的一门特种医学学科、随着人类对太空的不断探索,从学科创建至今的短短几十年时间取得了巨大的发展,我国的载人航天工程于20世纪90年代初启动,但航天医学发展的历史却可追溯到50年代末,特别是近10年来,我国载人航天工程的启动为航天医学的发展带来了重大机遇,目前,我国首次载人航天飞行已获圆满成功,首飞航天员也已安全、健康地重返地球,航天医学专家们与航天员一同经受住了首次载人航天飞行的考验、本文简要介绍了我国航天医学的基础研究和应用研究,以及取得的进展,并展望了今后将面临的挑战和机遇。     

模块化空间折展机构研究现状与展望

模块化空间折展机构具有拓展灵活、通用性好、适应性强等特点,可满足长距离深空探测、长期在轨空间站建设和超广域卫星通信等重大航天工程对大型/超大型空间折展机构的需求,是一种新型关键的航天装备.针对应用需求,阐述了模块化空间折展机构领域的研究进展,重点介绍了伸展臂、太阳翼和空间可展开天线等3类折展机构中具有模块化特征的典型构...