一种三元结构的火星采样返回任务方案分析

介绍了目前国外提出的一种三元结构的火星采样返回任务方案,整个方案分3次发射,分别发射漫游车、着陆器和轨道器,每次发射间隔为4年,最终目的是将火星样品带回地球。该方案的优势在于,通过3次发射分别完成漫游车巡视勘察、着陆器现场探测、轨道器数据中继和在轨探测,最终综合完成火星采样返回,能够极大地缓解项目进度和资金压力,充分利用每次发射窗口分步骤完成探测任务。文章重点对方案涉及的关键技术进行了分析,包括样品获取与封装、行星保护、精准着陆、漫游车的危险规避能力和移动性、火星上升器、交会与样品捕获、地球再入器技术等;对方案的前景和优势进行了探讨,并给出几点启示,如精准着陆或成为今后行星探测着陆方式的新趋势,火星采样返回任务将是人类火星探测的里程碑,今后的深空探测任务趋向国际合作模式等。     

月球探测软着陆与采样返回段弹道确定

针对月球探测中软着陆与采样返回段弹道计算问题,提出用数值逼近弹道确定方法。通过B样条对探测器状态进行建模,进而综合全弧段数据进行统计定轨的方法。由于样条法良好的数值逼近性能,使得该方法对探测器弹道异常复杂情况下的状态确定较为有效。对嫦娥三号探测器动力软着陆弧段进行了仿真与实测数据处理。分析了采样返回段的基本动力学与控制特征,为后续的嫦娥五号探测器的软着陆及其采样返回提供初步的可行弹道计算方法。在嫦娥三号探测器动力落月段实测数据处理中,通过评估,该段弹道确定精度优于100 m,其弹道末点与NASA的月球勘测轨道器（LRO）给出的结果差异优于50 m,证实了文章提出的软着陆弹道确定方法的有效性。     

一种两级减速再入返回系统优化设计

针对未来天体大质量取样返回需求,为了降低再入返回过程的热流密度和温度,避免降落伞被开伞时产生过大的载荷破坏,提高减速系统的工作效率,文章提出了充气锥+降落伞两级减速再入返回系统。首先,对不同取样返回方案的钝头半径进行总热流密度的优化设计;然后,获取了各方案中充气减速段驻点的热流密度、温度变化,降落伞收口、全展开开伞载荷和着陆速度;最后,根据返回舱质量与尺寸的关系,对取样质量进行估算。当返回舱的质量为6～8 t时,各方案驻点最大热流密度范围为3.35～11.4 MW/m~2,降落伞的最小收口充满载荷为77.1 kN,最小全展开充满载荷为159.9 kN。两级减速再入返回系统的样品舱质量可达3000～6000 kg。文章的研究结果,可为后续深空探测取样返回回收系统设计提供参考。     

一种舱段快速连接结构设计及承载能力分析

设计了一种新型的舱段间连接装置,分析了其在轴向力载荷作用下的受力情况,并以相对滑动作为失效判据给出了预紧力的计算方法,在此基础上分析了卡箍倾角、摩擦系数以及预紧力等对该结构承载能力的影响。研究结果表明：直径为1 200 mm的连接结构能够满足1 000 kN 轴拉载荷下的使用要求。卡箍与壳体配合面倾角、摩擦系数以及预紧力等均会对该连接结构的承载能力产生影响,其中预紧力的影响主要表现为预紧力增大,卡箍与上下壳体对接面的压力增大,产生的摩擦力增大,因此其轴向承载能力增大。此外,随着配合面倾角增大以及摩擦系数的减小,则会导致该连接装置承载能力产生显著下降。     

航天器大型舱段柔性对接技术研究

针对航天器大型舱段的自动柔性对接需求,基于并联调姿平台(6SPS)的舱段柔性对接技术开展研究。采用6SPS作为舱段位姿调整装置,在其6个支链上设置力传感器,测量每个支链所受的轴向力。在柔性对接控制中,根据负载质量特性及调姿平台姿态实时解算每个支链上由负载重力引起的轴向力,作为理论力;将实际测得的支链力与该理论力比较,进行力随动控制并调整支链长度,实现力反馈下的柔性对接控制。试验证明了力随动控制能实现根据支链力变化实时调整调姿平台位姿,满足舱段柔性对接的需求。     

亚轨道再入返回段高度上边界技术研究

针对重复使用运载器(RLV)亚轨道再入返回过程中动压、过载等约束条件对飞行安全的不利影响,通过分析质点动力学方程,提出亚轨道再入返回段RLV存在高度上边界并给出两种求解高度上边界的计算方法。高度上边界反映了亚轨道再入返回段的制导能力,它对总体决策和控制系统具有重要意义,RLV上升段的最终高度也必须限制在这个高度之下。分析和仿真结果表明,求解高度上边界的两种方法具有一定的鲁棒性和工程实用性。〖JP〗
     

和平号空间站将增加两个新舱段

1992年7月末,俄罗斯和平号空间站接待了其第12批机组(乘坐联盟 TM—15飞船来的法俄航天员)之后,预计在1993年将增加两个20吨重的大型科学舱段——光谱舱和自然舱。它们将对接在和平1号空间站上。1993     

一种用于卫星载荷集总供电的大功率电源

为了适应移动通信卫星发展过程中采用的多波束形成技术的需求,节约体积和质量,具备集总供电功能的电源组件应运而生。其中的大功率电源是电源组件的核心部件,其主要功能为将星上的一次母线电压转换成低噪放等100余路负载所需要的各路稳定电压,使各路负载与一次母线实现隔离;响应开关机遥控指令提供开关机控制,提供电源开关机状态遥测数据;对整机提供过流保护、欠压保护、无负压关机等各种保护功能,使加电和断电时序满足负载的特殊时序要求;同时在一次母线端及输出电压端提供良好的滤波,以达到较好的电磁兼容特性。文章结合系统指标进行了需求分析,给出了一种适用于集总供电需求的低电压大电流大功率星载电源的设计方案;通过对主要设计指标和产品性能的描述,给出了部分仿真结果和实验测试结果,验证了该大功率电源性能的优越性和可靠性。     

用于深层月壤采样返回的软质取心袋的设计与测试验证

月壤钻探采样技术尤其无人自主采样返回技术是我国探月工程的关键技术之一。文章提出了一种适于深层月壤钻探采样的取心机构,能够实现对月壤样品的原位包裹,以保持样品的层理特性信息。该机构选用Kevlar作为包裹样品用的软质取心袋材料,采用满足要求的编织工艺织造出致密薄壁的软袋,并对软袋进行了翻转抽拉力、力学性能及涂层测试分析等测试试验,验证其可满足深层月壤钻探采样任务的需求。     

和平号空间站的最后两个舱段将延期发射

据《国际飞行》1992年1月15～21日报道:为完成和平号空间站的组装,剩下的两个20吨级的舱段(自然舱和量子舱)原计划应于今年发射,现已推迟到1993年。     

典型采样返回探测器的进入减速着陆系统分析

通过对典型的采样返回探测器（星尘号和起源号）的研究分析,总结归纳了采样返回探测器进入减速着陆系统的特点,特别是对探测器的气动外形布局、返回轨道设计、防热材料选择、降落伞系统设计等进行了分析,可以为下一步开展月球采样返回任务提供一定的参考。     

航天器不同舱段一次母线接地设计

随着多舱段航天器的发展和航天器上供配电设备的增多,设备之间的相互干扰问题日益突出。文章对不同舱段的电源接地方式进行分析研究,给出航天器不同舱段的一次母线接地设计方案及实际应用案例,为后续多舱段接地设计提供经验参考。     

深空探测采样返回起旋分离动力学仿真分析研究

针对深空探测采样返回高精度起旋分离,实现返回器再入大气姿态稳定的需求.在自主研发的被动式起旋分离机构的基础上,以多刚体系统动力学理论为基础,建立返回器起旋分离ADAMS动力学仿真分析模型,开展起旋分离过程综合敏度分析、敏感参数偏差耦合分析以及覆盖性分析研究,以此评估多参数偏差对返回器初始分离姿态的影响.分析结果表明:动...     

一种返回器烧蚀温度在轨测量方法

返回器再入过程中的烧蚀温度,是防热结构设计和验证的重要参数之一。针对在轨应用的需求,文章设计了一种使用铠装热电偶进行返回器烧蚀温度在轨测量的方法,通过将铠装热电偶埋入安装并进行冷端补偿和误差校准设计,可以准确测量烧蚀温度的变化过程。通过我国探月三期工程再入返回飞行试验器在轨测试,证明了该方法的有效性。     

“门户”前两个舱段将合体发射

正NASA主管载人探测与运行的副局长洛韦罗称,该局已决定在2023年用一枚重型火箭把"门户"空间站的前两个舱段送入月球轨道,而不是由两枚火箭分别把它们送上天,然后再在深空对接起来。他说,NASA尚未选定发射用的火箭,但这一巨型有效载荷能装在太空探索技术公司正在研制、拟用来发射美大型军事卫星的一款加长型整流罩内,由"重型猎鹰"火箭来发射。"门户"的前两个舱段分别称为"电力与推进组件"(PPE)     

导弹舱段的整体加工

整体壁板结构,使飞行器的可靠性和经济性大为提高,重量也大大降低。其主要原因是,数控加工技术的发展。数控铣削壁板不但速度高,而且精度也很高,比化铣优越得多。当前许多飞机的整体壁板就是采用数控铣加工的,加工后再成型,许多用的是喷丸成型,取得了极好的效果。导弹上的一些舱段、如仪器舱、级间段等,其长度不会太长。这样的回旋体完全有可能选用多座标联动的数控铣,改变毛坯型式,使之成为整体舱段加工。这样,可为设计     

基于马尔可夫链舱段装配质量研究

产品装配质量在装配过程中是随机的。在分析了影响舱段装配质量因素的基础上,提出了基于马尔可夫链装配质量分析模型。通过质量损失函数,构建了舱段装配过程状态转移矩阵,为舱段装配质量的定量评估分析提供了依据。     

空间站制品载荷返回技术研究

文章通过研究国际空间站应用情况,分析了其空间制品载荷返回技术的发展现状。对目前国际空间站制品载荷返回技术的研究现状进行了详细的介绍,着重对俄罗斯、日本和欧洲的研究情况进行了论述。结合国际的工程实际,归纳出空间制品返回的技术思路。分别对不可展开舱体、结构展开式舱体和充气展开式舱体方案分别进行了论述,总结了各种方案的特点。最后针对空间制品返回方案的关键技术进行了说明,提出相应的技术解决思路。通过文章的论述,指出了结合目前中国空间站计划,实施对空间制品载荷下载的研究意义,同时为空间站制品的下行提供了相应的技术解决途径。     

一种航天器间并网供电方案的研究

结合型号实际,对载人运输飞船与对接目标航天器之间的并网供电提出了一种设计方案。分析了并网供电需求及飞船电源系统的现状,初步研究了并网供电系统的组成、拓扑结构、工作原理;提出了并网控制器输出电压的一种计算方法;通过并网控制器与飞船电源系统的并网供电试验对设计方案进行了验证,结果表明此方案可以满足两个航天器间的并网供电要求。