多任务在轨服务模块化智能航天器技术研究

首先介绍了在轨服务技术的分类及国内外近期研究进展,结合各国已开展项目的验证情况,分析了在轨服务模式、适应多任务在轨服务航天器的发展思路。为适应卫星发射和在轨服务的任务需要,提出了多任务服务航天器的方案设想,以期降低在轨服务操作的难度,提升在轨服务系统执行多任务的能力。最后初步分析了用于演示验证任务的服务航天器总体参数及任务规划。     

微型航天器发射系统

天基电磁轨道炮可以用来发射重量在10公斤以下的微型航天器,以完成各种花费不多而又很有特色的空间科学任务。然而,要想在近期内部署这类天基电磁发射装置是不可能的。本文对各种近期的化学运载工具及上面级方案进行了评价,并提出了几种可执行某些微型航天器发射任务的方案。     

苏联的宇航投资开始盈利

自航天时代开始以来,苏联已经发射了2000多个用于各种目的的航天器,近地轨道一直是许多航天器遨游的场所。由苏联带头建成的载人轨道站在执行科学研究任务中起了巨大的作用。在取得这些成就的同时,苏联的商业航天也有很大的进展。     

面向不确定环境的航天器智能自主控制技术

针对智能自主控制系统所涉及的自主感知技术、自主决策技术和控制执行技术的研究现状进行了分析和总结,剖析了目前航天器控制系统在应对不确定环境时面临的困境。结合未来空间任务对航天器能力的需求,提出了一种新型"感知-演化-决策-执行"(OEDA)星上闭环控制框架,探讨了其特点和功能,进一步阐述了OEDA控制框架中所涉及的理论与方法,最后分析了该控制框架实际应用和进一步发展需解决的关键科学问题。     

具有光明前景的小型航天器

航天器昂贵的发射费用是当今航天工业面临解决的主要问题之一。解决问题的一个有效途径就是应用经济型且可重复使用的发射系统而开发设计出体积更小、质量更轻的航天器也是很合算的方法。相对崭新的学科微型机构学(micro-meehatronis)(它集微型机构、微型传感器、微型马达及嵌入式电子线路子一体)的应用,可能会简化各种航天器系统的体积和质量。 在航天器中采用微型机构技术所带来的效益是惊人的。若航天器机械质量越轻,所需推进剂质量也越轻;能耗越低,则意味着推进系统体积越小且质量越轻,结构更加简单化,由此而产生的     

基于四元数的航天器间相对姿态光学测量方法研究

提出了一种微型航天器间基于四元数的相对状态光学测量方法.首先介绍了测量系统结构,然后分析了利用四元数法解算航天器相对姿态的解算过程,最后通过仿真实验和实测试验验证了方法的正确性、实用性及可行性.该测量方法可直接用于航天器编队飞行及空间站交会对接过程、空间监视、目标拦截等应用领域中航天器间相对姿态测量.     

推力器布设对控制误差的影响分析

航天器推力系统发动机数目及其构型的选择直接影响控制系统的精度和完成要求任务的燃料消耗量.对航天器六自由度控制的推力分配问题进行了研究,参考卫星导航系统中几何精度衰减因子的定义,提出了发动机构型精度衰减因子的概念,用于定义发动机相对几何关系引起的执行误差与分配误差间的比例关系.通过矩阵理论分析得到了构型精度衰减因子随参与分配发动机数目增加而增加的结论,并通过仿真计算对相关结论进行了验证,为航天器发动机数目及其构型的选择提供了理论参考.     

航天器自主任务规划修复技术研究进展

结合航天器自主能力发展的迫切需求,阐述了航天器自主任务规划修复的必要性和难点。给出了航天器自主任务规划修复技术、航天器任务规划稳定性和规划修复问题的定义。根据规划执行失败时采用的修复策略,将自主任务规划修复技术分为规则匹配型、局部调整型、删除/求精型、状态转移型和构造新问题型五类。重点归纳了各类自主任务规划修复技术的研究进展和特点,分析了规划稳定性的定量评价方法。并在对目前任务规划修复方法总结分析的基础上,给出了未来航天器自主任务规划修复技术的研究方向建议。     

知识资料窗

载人飞船载人飞船就是能保障航天员在外层空间生活和工作以执行航天任务并返回地面的航天器，又称宇宙飞船。它是运行时间有限，仅能一次使用的返回型载人航天器。载人飞船一般包括卫星式载人飞船和登月载人飞船。载人飞船可以独立进行航天活动，也可作为往返于地面和航天...     

微波电热推进系统应用研究

空间推进系统作为航天器的重要部分,其性能、质量、寿命和可靠性等参数直接影响着航天器的工作状况。本文首先介绍空间推进系统的种类及其特点,其次阐述了电推进系统的主要特点,最后重点描述了微波电热推进系统的特点、系统结构,并对微波推进系统用于航天器的轨道转移和位置保持进行了理论分析。分析结果表明,微波电热推进系统具有比冲适中、寿命长、推力范围宽、羽流污染小和系统兼容性好等优点。既可用于复合式推进系统,进行航天器的位置保持、姿态调整等,也可单独完成航天器的轨道转移、星际航行和位置保持等任务,具有广阔的应用前景。     

美国宇航局用于未来小型航天器的综合利用模块

美国宇航局将小型航天器纳入其未来的宇航计划。这与不断增长着的更加严格的空间预算情况是一致的。这些21世纪的小型航天器必须增加功能,有较高的发射率,以及减少其任务寿命周期的费用。只有借助于高科技对现有航天器的基础结构设计和任务的发展方法的革新,才能达到这一日标。对美国宇航局未来任务的可行性论证和技术评审,预示了一种多用途、有成本一效能的模块化基础结构的微型航天器。它是由一定数量的功能模块化基础结构的组件组成的,该组件的功能可能是星上计算、数据处理和存储。能源转换和分配、电子设备、通信,或者是这些功能的     

地外天体采样任务的地面遥操作系统架构设想

为解决航天器地外天体采样任务中约束条件多、未知因素多、工作过程复杂、通信延时大和工作时间紧张等难题,文章针对地外天体采样任务中的地面遥操作系统进行分析,以快捷、准确、有效为设计目的,提出了一种地面遥操作任务支持系统概念设想,利用计算机技术代替人工参与,提高了器地交互效率和可靠性,可广泛应用于深空探测领域,尤其是地外天体采样任务。     

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载荷在航天器设计中的角色和作用。     

空间环境与航天器设计

航天器在空间遇到的不利环境可分为5类:真空、中性大气、等离子体、辐射和微型陨石及轨道碎片。它们都可能对在轨航天器产生不良影响。在特定情况下,这些影响还将十分严重,可导致航天器过早再入或损害其工程分系统,从而缩短航天器的使用寿命。因此,航天器的设计者在选择材料或确定机电分系统大小时必     

一种用于航天器飞控演练的数管模拟器设计

飞控模拟器用于航天器飞控任务的演练,对确保飞控任务安全可靠起着关键作用.数管模拟器是飞控模拟器最重要的组成部分之一,用于模拟航天器的遥测、遥控、信息处理和传输等功能.文章介绍了一种航天器数管模拟器设计方案,它由通用工控机、通用和专用板卡、数管仿真软件几部分组成,具有真实性高、通用性高、灵活性高的特点,已在嫦娥一号和嫦娥...     

组合式航天器概念及构型变换最优脉冲控制

为应对多种多样的不确定性对传统航天器的挑战,提出了一种更具灵活性、可靠性的组合式航天器概念。从模块化设计、标准化接口、运行模式、空间任务构型方面对此航天器概念进行描述。它在可维护性、规模可缩放性、可重构性等性能显著增强,特别是具有根据空间任务的不同而进行构型变换的能力。并从相对运动动力学方程出发,本文针对组合式航天器空间任务构型变换,设计了给定机动时间的、以燃料消耗最少为目标的最优脉冲控制方法,生成最优脉冲序列。仿真结果表明,最优脉冲控制方法是实现组合式航天器构型变换的一种有效途径。     

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,     

变革小行星探索任务的PANIC着陆器

<正>2016年12月,一个美德研究小组提出了开发一种用于小行星原位特征探测的小型低成本表面着陆器。这个小型航天器被称为"微型自主近地小行星原位特征仪"(PANIC)。这可能成为科学界的一个突破,为小行星探索任务提供简便和廉价的解决方案。     

长期在轨大型航天器中的绿色照明设计

在长期在轨大型航天器中采用绿色照明设计可为航天员提供舒适、安全的生活和工作环境,降低照明设备的能耗。文章首先介绍了绿色照明的意义以及选用LED作为照明光源的优点;然后参考航天任务要求提出了相关照明设计指标和原则;最后,为满足未来航天器对照明设备的更高、更复杂的要求,提出了未来航天器中绿色照明设计的几个发展设想。     

卫星有效载荷的地位和作用

1　有效载荷的慨念有效载荷是是指空间航天系统中能直接产生满足人类文明进步和社会日渐繁荣需求的输出的仪器、设备或装置等物质性有效载荷和执行航天任务的人及其装备组成的航天员系统。广义说来 ,对运载器 ,其所运送的空间飞行器 (载人的或不载人的 )是其有效载荷。文章不讨论这一意义上的有效载荷。狭义说来 ,狭义范围的航天器 (空间飞行器 )包括航天器平台和有效载荷。航天器上用于保证与支持有效载荷工作的仪器设备和系统称为航天器的服务与支持系统 ,包括热控制 ,姿态与轨道控制 ,遥测与遥控 ,能源 ,天线 ,数据管理等。航天器服务与…