舱压对载人航天器密封舱姿态光学敏感器安装精度影响分析

姿态光学敏感器是航天器在轨姿态控制的重要部件,其安装精度直接影响航天器的姿态控制精度。为了研究舱压对载人航天器密封舱姿态光学敏感器安装精度的影响,以某载人航天器密封舱外安装的姿态光学敏感器为研究对象,通过对其安装精度要求、安装状态与舱体变形情况的分析,提出了一种敏感器在设计阶段布局的分析方法。在地面进行了模拟充压试验,验证了分析方法的有效性。根据分析和试验结果在型号后续设计中进行了相应的布局改进,改进结果满足了敏感器安装精度要求并经过了飞行试验验证。     

交会对接光学成像敏感器设计中的关键问题

自主自动交会对接最后逼近段,通常是以光学成像敏感器作为主要的导航敏感器。本文首先简要介绍国内外交会对接光学成像敏感器的最新研究进展情况,然后就其设计中的几个关键问题进行分析,并给出相关结论。     

国外自主交会测量敏感器技术发展趋势

基于空间任务的高可靠性要求,在传统传感器通过技术改进等方式提升性能的同时,新型探测传感器逐渐进入人们的视野。结合国外自主交会任务,通过介绍自主交会敏感器的发展历程,分析了未来交会对接敏感器的发展方向。     

欧洲第三艘货运飞船飞往空间站

2012年3月23日，欧洲第三艘自动转移飞船（ATV）在法属圭亚那发射场由阿里安重型火箭成功发射升空。这艘货运飞船以意大利物理学家和航天先驱爱德阿多。阿玛尔迪的名字命名。飞船已于3月28日与“国际空间站”顺利交会对接，为空间站带去了丰富的实验设备和补给物资，它将停靠在空间站上大约5个月，于8月27日带着空间站的垃圾离开，然后在太平洋上空陨灭。     

俄罗斯M-16M货运飞船发射并与ISS快速对接

据Nasaspaceflight网站2012年8月1日消息，莫斯科时间当日23时35分，在哈萨克斯坦的拜科努尔发射场，俄罗斯联邦航天局用联盟-U火箭发射进步号M-16M货运飞船。据悉，M-16M在绕地球轨道飞行4圈之后成功与“国际空间站”（ISS）快速对接，向ISS运送2．5t补给，包括食物、水和科学设备（包括用于生物技术实验的菌根真菌发酵罐和细胞材料等）。     

交会对接光学成像敏感器光点布局求解有效性研究

在自主交会对接的最后逼近段,CCD光学成像敏感器作为主要的导航敏感器,其测量的有效性直接关系到交会对接导航信息获取的准确性。目标标志器上的光点个数和光点布局是影响光学成像敏感器测量有效性的重要因素。本文首先给出四光点平面布局真伪解之间的转换关系,在此基础上对增加一个突出光点的五光点布局和增加两个突出光点的六光点布局求解的有效性进行理论分析,对四光点、五光点布局求解出现伪解的情况给出伪解判别条件和解决方法,并通过仿真验证了有效性。     

首艘“天鹅座”飞船对接国际空间站

9月18日,美国轨道科学公司的“心宿二”运载火箭发射了该公司首艘国际空间站货运飞船“天鹅座”1,发射位于美航宇局沃洛普斯飞行设施的中大西洋地区航天港进行。本次发射曾因天气因素和需要更换一条故障电缆而推迟了一天。船上载有700千克货物,包括食品和衣物。随后几天,为验证飞船飞往空间站并在其附近机动的能力,飞船对一些系统和功能进行了测试,包括开展一系列试验性机动。在因各种原因两度推迟后,飞船于9月29日同空间站交会对接。飞船暂拟在站上停泊到10月22日,随后将装载着站上的垃圾离站,并在再人大气层过程中被烧毁。     

一种采用双视场星敏感器的飞行器姿态角快速、高精度测量方法

针对姿态经常机动的飞行器之间建立激光通信问题,研究了一种针对这种飞行器的姿态角高精度、快速测量新方法.这种姿态角测量方法采用一种由宽、窄两种视场组成的双视场星敏感器,并以0轨道飞行器应用为例进行了姿态角测量仿真:其中的宽视场用于识别北极星,窄视场用于跟踪北极星;通过对北极星方向矢量测量值与其理论值进行比较精确求出了偏航、俯仰和滚动三个姿态角.分析表明,姿态角的角分辨率小于1″;测量过程不需要耗时的星图数据库搜索,一帧图像就可以完成一次快速测量.     

俄2012年首次向“国际空间站”发射进步号货运飞船

据新华网2012年1月26日报道，俄罗斯航天部门于莫斯科当日3时用联盟-u运载火箭发射了今年第一艘为“国际空间站”运送补给的进步M-14M货运飞船。这艘飞船于莫斯科时间1月28日与“国际空间站”的码头号对接舱自动对接。该飞船装载了2．6t多的各类货物，其中包括“国际空间站”所需的燃料、氧气、水、衣物、新鲜蔬果、医疗和科研设备，以及给宇航员的各种包裹。     

俄进步M-04M货运飞船与“国际空间站”成功对接

据新华网2010年2月5日报道,莫斯科时间5日7时26分（北京时间5日12时26分）,进步M04M货运飞船与“国际空间站”的星辰号服务舱成功自动对接。在完成对接后,宇航员还要检查对接舱的密封性及压力数据,预计数小时后宇航员将开始从货运飞船上卸货。进步M04M货运飞船于2月3日从哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场由一枚联盟-U运载火箭发射升空。飞船为“国际空间站”送去总重约2．5t的食品、水、燃料和科研设备,     

重力差异导致的航天器设备安装精度变化量评估

为评估在轨和地面环境间由于重力差异导致的航天器设备安装精度的变化量,对27颗已发射运行的小卫星在地面环境空载和满载状态下设备安装精度的变化量进行了统计分析,得到对数正态分布模型的线性回归关系和参数估计值。结果表明：用该模型预测的航天器设备安装精度在空载和满载状态下的变化量均值与实测值的相对误差不超过10.6%,说明对数正态分布模型可较好地表征航天器设备安装精度在空载和满载状态下的变化量分布。以上研究可为在轨设备安装控制提供参考。     

天地环境差异对航天器设备安装精度影响分析

文章分析了地面重力环境和在轨内压环境对不同位置和状态下的载人航天器陀螺组件及姿轨控敏感器设备安装精度的影响,并进行了试验验证,分析结果与试验数据一致性较好。研究结果显示:设备布局位置不同,其安装精度受环境差异的影响程度也不同;航天器在空载、垂直停放状态下,设备安装精度受地面重力环境影响较小;陀螺组件和姿轨控敏感器A的安装精度受在轨内压环境影响较小,在地面常压环境下的精测结果能够真实反映其在轨状态,而姿轨控敏感器B的安装精度受压力环境影响明显。以上结果可为航天器设备布局及精度测量工作提供借鉴。     

面向航天器表面静电放电检测的柔性天线传感器设计

航天器在轨运行时其表面会与空间等离子体和高能电子相互作用而产生静电放电（ESD）效应,威胁航天器在轨安全。文章基于航天器静电放电产生的电磁脉冲信号频谱特性,设计一种柔性平面等角螺旋天线与阿基米德螺旋天线相结合的柔性天线传感器,其电磁脉冲感知本体直径为144 mm,厚度为0.35 mm。ANSYS HFSS软件的仿真结果表明：在天线弯曲半径分别为0和150 mm条件下,在50 MHz～3 GHz频带,电压驻波比（VSWR）均小于2,说明天线辐射性良好。对柔性天线传感器的ESD检测性能进行实测,结果表明该柔性天线传感器在弯曲前后均能有效接收到电磁辐射脉冲信号。该研究可用于航天器静电放电检测,具有实际工程意义。     

影响设备安装精度的航天器结构因素及优化措施

航天器姿控及有效载荷设备总装时, 其安装精度是保证分系统正常工作、完成任务的关键技术指标之一。文章基于型号实践, 依据我国现有航天器的结构类型及设备安装特点, 论述了航天器结构本体在各种工作环境、各个阶段对航天器设备总装的精度影响要素;提出了分析、验证方法以及保证精度及可靠性的措施。可对未来的航天器型号的结构设计、总装设计、工艺及测量实施提供参考。     

航天器星敏感器自主定位方法及精度分析

用星敏感器和地平仪测量星光与地平之间的“星光抑角”为观测量，利用推广卡尔曼滤波方法实时估计航天器的最佳位置，使航天器在失去地面遥控的情况下，能够自主准确地确定运行轨道。由于航天器自主定位系统在工作期间会受到硬、软件等诸多因素的影响，因而使其定位精度达不到预计要求。在此我们通过大量仿真计算，指出一些对自主定位系统精度影响较大的因素，并对它们进行了比较分析。     

航天器精度测量数据库系统建设方法

文章分析了航天器精度测量数据库的需求;详细阐述了精度测量工作流程分析,给出精测数据库系统设计方案以及建设创新点。精测数据库的建立将把以往零散存储的精测数据集中管理起来,方便精测人员查询和比对,也便于总装工艺人员、总体人员、分系统人员查询和分析。     

用于高精度太阳敏感器标定的模拟光源控制系统设计

为了精确模拟空间太阳辐照方向的变化,设计了一种以计算机控制为核心的、用于高精度太阳敏感器标定的模拟光源闭环控制系统。由计算机直接控制光电隔离输出卡,所输出的数字信号经过功率驱动电路和软启动电路后实现模拟光源的开启与关闭,采用软件方式控制步进电机的转速和转向,并通过高精度光电编码器实时获取当前的转动角度值,再经串口通信反馈给计算机,构成闭环控制系统。标定测量表明:系统的俯仰角和方位角转动误差均小于0.02°,均满足高精度太阳敏感器标定对模拟光源的要求。     

陀螺经纬仪在大型航天产品精测中的应用

陀螺经纬仪通常是做某一方向与当地大地北向的方位角关系测量用。文章针对“天宫一号”目标飞行器精测中遇到的问题,即高空不同平台间两台设备需要姿态关系测量的需求,通过对陀螺经纬仪测量原理的研究,借助大地坐标系作为中间传递坐标系,解决了经纬仪测量因互瞄被遮挡无法建立基准镜坐标系间关系的问题。测量误差分析结果验证了这种新方法的可行性,该方法可用于大型航天产品设备安装精度的测量。     

人体代谢耗氧模拟装置的改进设计

为对现有环控生保系统地面验证设备中人体代谢耗氧模拟装置进行改进,针对第1套分子筛耗氧模拟装置气密性不良、耗氧过程中舱压波动大、耗氧效率较低等问题进行分析、计算,提出对空压机及设备管路、工作流程的改进设计方法。测试试验结果证明：改进后的耗氧模拟装置能够满足空间站地面试验的气密性要求,耗氧过程对舱压的影响较改进前降低数十倍,耗氧浓度建立时间由30 min缩减至5 min,为环控生保系统地面验证提供了可靠保障。     

航天器精度测量系统可靠性探讨

文章简要介绍了现代测量技术的发展,对航天器精度测量中的可靠性问题进行了初步探讨,给出了精度测量系统的可靠性框图及数学模型,并对精度测量工作过程进行了故障模式、影响及危害性分析,最后对测量系统的不确定度进行了分析。