舱外航天手套研究动向

舱外航天手套（ＥＶＡＧｌｏｖｅｓ）是航天服一个重要组成部分。由于外层空间恶劣环境（真空、极端温度、电离、辐射等）,手套应具有隔热、保暖、防微流陨石的功能。另一方面,由于航天员出舱主要用手来执行任务,要求手套不影响手的灵活、运动、触觉等特性。介绍舱外航天手套的基本功能、结构、目前存在的问题以及研究动向。     

舱外航天套研究动向

舱外航天手套（ＥＶＡＧｌｏｖｅｓ）是航天服一个重要组成部分。由于外层空间恶劣环境（真空、极端温度、电离、辐射等），手套应具有隔热、保暖、防微流陨石的功能。另一方面，由于航天员出舱主要用手来执行任务，要求手套不影响手的灵活、运动、触觉等性。介绍舱外航天手套的基本功能、结构、目前存在的问题以及研究动向。     

舱外航天服手套的工效问题

为提高舱外航天服手套的工效,分析了影响其工效的主要因素:手指皮肤温度低于15.6℃会使工效明显下降,压力总是对手套工效有显著的影响,形状结构使手套工效存在±50%的差别,好的材料能改善手套关节点的特性.提出解决手套工效的关键在于处理好手套的形状和结构.从舱外航天服手套的设计、制作和增加辅助装置等几个方面探讨了提高工效的方法.并从力量、疲劳、灵活性、触觉、活动范围和舒适性六个方面介绍了评价手套工效的方法.     

低温加压条件下EVA手套的力量分析

为了研究航天员舱外活动时的手套压力和太空低温复合效应对操作力量的影响,选取最大握力和握力疲劳两个指标评价手动作业力量,其中握力疲劳采用做功能力评价.操作力量抓握试验所需的不同温度和压力是通过在低温模拟舱中利用液氮降温以及真空泵抽气实现.结果表明:戴手套对最大握力和握力疲劳的影响都非常显著;与常温常压戴手套相比,压力(29.6 kPa,39.2 kPa)单独作用对最大握力的影响显著,低温单独作用对最大握力的影响并不显著,而二者对握力疲劳的影响都非常显著;在加压和低温复合作用下,最大握力和握力疲劳会进一步受到显著影响.可见手套压力和太空低温复合效应严重降低了航天员手部力量的发挥,航天员舱外作业人-手套系统的研究需考虑复合因素的影响.     

图解世界载人航天发展史(二十二)

正四、出舱活动舱外航天服早期的舱外航天服都是软式的,除了头盔和手套可拆卸之外,其余部分是一个整体。采用通风的方式散发身体产生的多余热量,供氧等生命保障由航天器通过脐带式管线提供。图为苏联进行第一次舱外活动时航天员穿用的舱外航天服,全身是软式的,可以看到位于身前的生命保障脐带。     

美国舱外航天服的设计标准(摘要)

1 舱外航天服的设计要求 1.1 一般性要求 □□灵活性:舱外航天服的灵活性应接近不穿服装时身体的活动范围. 尺寸:为了尽量减少舱外航天服在天上的储存数量,舱外航天服应该可以调整尺寸大小,以适合不同身材的航天员穿用.特别是服装手套的手指、手臂、下肢和干躯的长短应该可以调整,以满足每个航天员的灵活性和舒适性要求.     

说说太空手套

你曾尝试过戴着厚厚的手套去做比滚雪球更复杂的事情吗？你还记得在那种情形下要攥紧手指或是捡起一个小东西是多么困难吗？既使是滚雪球，我们也常常会把手套扔到一边，因为徒手会感到更加方便。然而对航天员米说，为了准确地进行太空舱外的活动，脱击厚厚的防护手套显然不行的。如何为空间站上的航天员进行舱外活动设计出合适的手套，是工程师们目前面临的挑战和难题。     

画说航天服

航天服是航天员进入太空必须穿的服装，一般由压力服、头盔、手套和鞋子等组成。航天服可不是一般的服装，它是保障航天员生命安全的最重要的个人救生设备。航天服按用途可分为舱内航天服和舱外航天服两大类，分别有软式、硬式和软硬混合式结构。相比之下舱内航天服的结构与功能较为简单，舱外航天服的结构复杂，     

“国际空间站”航天员出舱活动医学保障主要结果

正空间站航天员出舱活动医学保障工作,是载人航天长期飞行医学保障的重点,也是空间站运营和发展的重要保障。本文主要以"国际空间站"俄罗斯舱段为背景,介绍了"国际空间站"航天员舱外活动的概况、舱外活动的工作组织原则与医学保障系统,阐述了舱外活动的减压安全保障措施、舱外活动期间航天员作息制度的特点,最后分析了"国际空间站"航天员舱外活动的主要结果。随着航天员舱外活动个体装备技术的完善及其功能可靠性的提高,舱外工作逐渐由短时行为变为航天员有     

舱外航天服热试验方法研究

舱外航天服采用主被动相结合的热控方式控制内部的温度,但其外形复杂,影响外热流的因素很多,因此舱外航天服热试验存在着与传统航天器热试验完全不同的特点。文章根据舱外航天服热设计的特点,对舱外航天服的地面热试验方法进行了比较分析和研究,论证了采用等效外热流模拟方法,通过进行舱外航天服系统漏热和散热能力的测试来验证热设计方法的合理性及热试验方法的可行性。     

基于经验的抓取姿态构造及数据手套校正

针对数据手套校正过程中真实人手姿态获取困难、校正模型简单的问题,提出一种基于真实抓取经验的校正数据库构造方法.该算法根据人手生理结构和手套传感器布局建立具有更高运动逼真度的虚拟手运动学模型,实现更为灵活的拇指运动和软手掌效果;在不需要任何外部硬件设备的情况下,将真实抓取经验与最优化理论结合,寻找针对给定三维物体及操作任务的最优抓取姿态,从而构造真实人手姿态数据库;利用最小二乘拟合和闭环迭代算法获得精确的数据手套传感器输出模型.实验结果表明:所提出的姿态构造方法能有效提高数据手套校正效率,且操作过程简单,易于实现自动化校正,适合实际工程应用.     

航天员失重环境下运动策略与效能分析

航天员在空间执行任务过程中由于受到空间微重力环境的影响,其运动的协调性以及平衡性均会与地面环境下的表现有所差异.以研究失重环境下航天员运动特点为目标,对航天员姿态调整策略进行动力学分析,并对运动过程人体效能进行评价.具体而言,在无外力/力矩驱动下,人体必须依靠四肢按一定的协调运动策略才能实现对躯干姿态的主动控制.而运动...     

基于连续数据流的动态手势识别算法

为识别用户做出的动态手势序列,基于数据手套采集的连续数据流,运用奇异值分解消除数据噪点,提取手势的特征信息,并利用关节弯曲的生理学特性与用户解耦合,将各种动作片段抽象成用户无关的手势模板,从而唯一定义手势特征并屏蔽不同用户的手势差异,再基于Hill Climbing思想把连续数据流分割成有序的动作序列,并按时序对所有片段在预先构造的层次树上实时搜索,根据欧式距离度量序列与手势模板的相似性.该算法对手势序列的分割准确,对多用户具有良好的适应性,其有效性在使用5DT数据手套搭建的两组动态手势识别的实验中得以验证.     

利用频谱分析确定空间目标太阳翼定向模式

分析对比了空间目标与可控飞行器轨道确定的不同,论述了太阳翼定向模式的不同对轨道运动特性的影响。通过地面站的测距与测角数据,推算出测量数据的地心距频谱。假定一种太阳翼定向模式,利用测量数据进行轨道确定,利用定轨数据计算地心距频谱并与测量数据的频谱比对,由此可确定太阳翼定向模式。利用数值仿真对近地太阳同步轨道和地球静止轨道两种情况进行了验证,仿真结果表明该思路和方法是有效的。     

深空撞击载荷总体技术分析与效能仿真

以近地小行星2016HO3为深空撞击目标开展科学探测,从爆炸成型弹丸技术、安全可靠爆炸技术、撞击载荷分离技术、撞击效能仿真技术等7个方面系统详细地进行了基于聚能爆炸成型弹丸的撞击载荷技术体系解析与技术内涵阐述,给出了深空撞击载荷初步总体设计方案;通过弹丸撞击靶板的数值模拟仿真,得到了撞击速度在0.2～0.4 cm/μs...     

“祝融号”火星车反射面天线设计

针对“天问一号”火星探测器“祝融号”火星车的探测通信任务需求,提出了一种X频段轻小型宽频圆极化反射面天线。该反射面天线采用了新型一体化紧凑馈源技术,实现馈源长度和口径减小20%的同时提高了反射面天线的口径效率,抵挡了火星的尘埃影响。经过对馈源进行的仿真优化,最终实测结果表明,该天线在7.1～8.4GHz内口径效率可达62.3%,在深空探测的工作频带范围内具有较好的增益、驻波和圆极化特性,该天线已成功应用于“天问一号”火星探测器“祝融号”火星车。     

基于深度神经网络的空间目标结构识别

利用空间目标雷达散射截面(Radar Cross Section, RCS)序列开展空间目标结构识别是空间态势感知的重要组成部分。文章针对 RCS序列受目标物理特性、姿态特性影响大,序列信号非平稳特征明显的问题,利用深度神经网络（Deep Neural Network,DNN）算法解决空间目标结构特征识别的问题;针对特征提取不具区分度的问题,提出利用分形分析提取RCS序列的分数维特征,并利用Fisher判决率对传统特征进行选取;介绍了DNN算法以及数据处理过程;最后,利用一组仿真测试数据对算法进行了仿真验证。分析结果表明,DNN算法在解决利用RCS序列进行目标结构识别这一问题中具有鲁棒性强、识别准确的特点。