航天员微重力作业训练系统重力补偿控制策略

针对航天员微重力作业训练系统的重力场补偿控制这一关键技术,进行了理论和实验研究。分析了模拟微重力环境的机理,确定了微重力作业训练系统的总体结构方案,提出了一种基于电流反馈的重力补偿控制及多干扰力补偿控制策略。通过虚拟重力补偿控制实验,验证了在地面环境、动态作业过程中,模拟物体在不同空间重力加速度环境下的运动规律,实现了在重力方向模拟空间环境下物体移动的作业训练效果。研究成果为在地面实现三维作业训练系统的控制奠定了基础。     

简讯

前苏联多余的导弹将改作运载器 前苏联的一枚ss-19导弹作为运载器于1991年12月20日在拜科努尔发射场进行了一次亚轨道航天飞行试验,准备作为商业性微重力飞行的平台。ss-19和ss-25可提供亚轨道微重力试验环境,也可发射小型卫星。 1991年前苏联提供商业性发射的火箭有ss-18和ss-24,它们由安124飞机从空中发射,其中ss-18可装载700公斤的设备,进行2小时的微重力试验。 (肖琴) 改进型海尔法试射成功 1991年12月,美国马丁·马丽埃塔公司在埃格林空军基地地面试射改进的反坦克海尔法导弹系统(HOMS)时创造了三发三中的记录。     

火星探测器轨道

火星探测器的运动可分为 3个阶段 :绕地心 (地球质心 )运动阶段 ,绕日心 (太阳质心 )运动阶段 ,绕火心(火星质心 )运动阶段。在飞行时间最长的绕日心运动阶段 ,火星探测器相对于日心的运动轨道视其飞出地球引力作用球 (半径约 930 ,0 0 0km)时相对于日心的速度不同 ,可以为以日心为焦点的椭圆或抛物线或双曲线。当速度量值小于该处逃逸太阳的速度 (指从该处出发能飞离太阳引力场的最小速度量值 )时 ,轨道为椭圆 ;等于逃逸速度时 ,轨道为抛物线 ;大于逃逸速度时 ,轨道为双曲线。地球和火星绕太阳的公转轨道为两个基本同面的椭圆。地球公转轨…     

低地轨道环境的应用

1926年,一些著名的科学家还将登月视作愚蠢可笑的事情,然而43年之后,人类却登上了月球。时至今日,人们已在为继续利用太空进行科学研究和工业加工做准备。 目前,空间环境已经用于天文学研究(利用卫星或其它空间设备)、地球观测、导航和通信。后两方面应用还开辟了空间商业市场。空间环境的其它重要应用领域包括微重力、真空环境和辐射。本文将主要介绍低地轨道的微重力和高真空环境及其应用。 一、微重力 微重力环境会对液态或气态物质产生影响。在微重力环境下,     

五自由度气浮台平动时侧向干扰力问题的研究

五自由度气浮台主要是在地面模拟微小卫星运行时太空中的微重力环境,为卫星姿态控制及变轨飞行提供地面试验手段。气浮台平动时会受到一定的侧向干扰力,不但对系统的控制带来干扰,而且会减少冷气推进系统的有效作用时间。因此对侧向干扰力问题进行研究,归纳了其产生的原因,对引起侧向力的环境、偏载、摩擦、风阻和工作台面等几个因素进行了理论分析和试验,并提出了相应降低侧向干扰力的方法和措施,最终使五自由度气浮台受到的总侧向干扰力达到设计要求。
     

柔索驱动式航天员虚拟微重力训练系统控制与实验

针对现有的航天员地面微重力训练设备存在成本高、单次训练时间短、模拟精度低等问题,提出了一种柔索驱动的航天员虚拟微重力训练系统。通过采样航天员对作业对象的操作力,控制柔索驱动虚拟物体(末端执行器)运动,使虚拟物体符合在微重力环境中的运动规律。建立了柔索驱动训练系统的动力学模型,分析了系统的特性。针对传统力伺服系统多余力对控制力精度影响较大且难以克服的问题,提出了一种使用弹簧产生柔索张力的并联柔索全位置型控制方法,并引入力/速局部反馈的控制策略。实验结果表明,系统克服多余力效果明显,可以获得较高的驱动力控制精度;虚拟质量在操作力作用下的运动符合在微重力环境中的运动规律,且有较高的模拟精度;系统稳定性良好,可以实现微重力环境中移动不同质量物体的虚拟作业训练。     

论绳系小卫星的应用与技术可行性

借助空间系绳的作用,绳系小卫星增强与扩大了现代小卫星的能力,在空间探测与航天技术中具有独特的功能,可承担一般小卫星不能承担或难以承担的太空使命。本文阐述绳系小卫星在太空使命(空间开发与应用,空间环境探测,以及航天新技术试验与演示等)中的应用及其原理,包括建造微重力空间平台,实现机动变轨,进行空间环境探测,以及利用导体系绳装置生成电能、贮存能量、提升轨道等。通过对小型绳系系统SEDS-1、SEDS-2、PMG、TiPS飞行试验的综述与分析,论述绳系小卫星技术可行性与成熟性,包括系绳的伸展,子星的控制,系绳的切断,子星的再入,导体系绳的电动力学应用,以及长系绳生存能力等。对中国绳系小卫星的应用与技术发展提出方案设想。     

基于轨道摄动解的卫星编队飞行

用完全不同的方法推导出一种两颗卫星相对运动的表达式.首先,它描述的是一颗真实的卫星相对一颗在理想轨道上运动的虚拟卫星的运动,而这正是研究编队飞行所必须的;其次,这个表达式将真实卫星相对虚拟卫星的三维位置表示成虚拟卫星的Brouwer平根数及两卫星轨道根数之差的函数.据此便可以充分应用已有的关于轨道摄动的研究成果.作为一个基本模型,首先讨论了一颗真实卫星相对虚拟卫星形成椭圆型地面轨迹的飞行方式.基于轨道长期摄动的已有结果可以很容易地揭示这种飞行方式的长期变化,从而可以毫无困难地制定出轨道调整的策略.最后还研究了三颗卫星以同一条椭圆轨迹飞行的轨道设计和控制问题,该椭圆以虚拟卫星为中心.     

美国将研制“近太空”侦察飞行器

美国空军希望将未来作战空域扩展到大气层上的“近太空”空域。“近太空”高度在20～100km之间。 这一高度处于一般飞机的最高飞行高度和轨道卫星的最低运行高度之间。 美国空军参谋长约翰·江珀说,空军正在制定一项计划,准备让侦察飞行器在近太空空域飞行。这种 飞行器可在空中停留数月,以密切关注某些热点地区的情况。由于对持续侦察要求不断增加,现有距地面 300km范围内的绕地球飞行的轨道卫星难以满足要求,而近太空飞行器可以做到这一点。 近太空飞行器可能使用轻于空气的浮空器作为通信链路和传感器平台。与价值数千万美元的无人机…     

有问题，请找航天员

河南郑州市的梅馨问:01、航天员在飞船上睡觉的感觉和在地面上睡觉的感觉一样吗?航天员答:因为微重力的缘故,航天员在飞船上睡觉的感觉显然是和地面上有区别的。人在地面正常重力环境条件下,可以放心地躺在床上睡觉,不得已时可坐着或靠着小睡一会儿,但很少有人能站着睡觉,除非是困得不行时,瞬间打个盹儿,稍有晃动就会惊醒。而在飞船轨道飞行的     

用于对地观测定位的编队飞行卫星群轨道构形设计

编队飞行卫星群是一组小卫星,它们具有短的相对距离、相等的轨道半长轴和微小差别的其它轨道要素,它们形成相互伴随运动,并且具有一定的构形。提出将编队飞行卫星群的轨道设计技术应用于对地观测定位卫星系统中。根据设想的要求,针对由四颗伴随卫星围绕基准卫星(或一个虚拟的中心)飞行的轨道设计案例,初步分析了编队飞行卫星群的构形保持,地球引力和大气阻力的摄动影响等问题。     

航天器的系统组成

由航天运载器携带、从航天发射场升空并在航天测控网站的跟踪测量控制下进入特定太空轨道运动的航天器,称为太空中的人造天体。这种人造天体在太空中的运动基本上遵循天体力学的规律,这是它的一个特点。但仅具有这个特点还成不了“器”(器具)。航天器必须具有满足地面特定需求的功能,才可成为在太空中探测研究太空环境和开发利用太空资源来为人类造福的工具。     

解决静止卫星轨道拥挤的新途径——静止圆柱轨道

目前各国发射的静止通信卫星,都在赤道上空,这种卫星沿圆形轨道飞行一圈需要24小时,恰好与地球自转一周的时间相等,因此从地面看去,卫星就像固定在空中不动。这样,地面和卫星之间每天就能进行24小时的连续通信。这个优点促使各国竞相发射对     

重力对载人航天器密封舱内空气对流换热影响的数值分析

地面重力环境中进行航天器密封舱内空气通风换热试验时,由于自然对流的存在导致换热量和温度分布与空间微重力环境中的情况存在偏差。文章针对航天器密封舱,建立了舱内空气对流换热的数值模型,利用数值模拟软件对有无重力时典型工况下的对流换热进行了数值模拟及模拟结果的对比分析。分析表明重力对壁面换热量的影响较大,而对空气温度及分布的影响较小;且重力的影响随空气与壁面温差的增大而增大,随通风流量的增大而减小,舱间通风也会减小重力的影响。因此在重力环境中进行试验时需要对壁面换热量进行修正。     

太空“交警”即将上岗

从1957年航天时代诞生起,太空便不再毫无生机。截止2007年8月,美国空军已跟踪到有超过1.2万个空间物体(低轨道直径大于10厘米,地球同步轨道直径大于1米)。这些空间目标包括大约800个尚在寿命期内的卫星,其余均为空间碎片,如寿命结束的卫星、废弃的运载火箭残骸、爆炸的碎片以及其他来源的空间物体。因此,     

美完成地球同步轨道太空态势感知计划地面系统升级

据美国军事与航空电子网站2020年3月27日报道,美太空军第1太空作战中队已经完成“地球同步轨道太空态势感知计划(GSSAP)”地面系统的大规模升级。第1太空作战中队于2017年开始对GSSAP地面系统进行升级,升级后的系统于2019年12月完成试验,2020年2月12日通过作战验收。这是该系统自2015年服役以来经历的最重要升级之一,能够有效支撑2020年下半年美国太空军增扩GSSAP星座的计划。GSSAP卫星可采集轨道上其他人造物体的数据,并将采集的数据传送至美国太空监视网,以提高美军的空间态势感知能力;还能执行交会和抵近操作,加强美军抵近侦察能力。该星座的前2颗卫星于2014年发射升空,2016年又补充2颗卫星,美国太空军计划2020年秋季发射第三批2颗GSSAP卫星。     

分布式小卫星雷达平台沿航向排列研究

以小卫星群作为平台的天基分布式雷达具有多种用途。沿航向直线排列是分布式小卫星群的一种特殊轨道构形。由于阵列的等锥角线和等多普勒频率线重合，给SAR成像和地面运动目标检测的信号处理带来了极大的便利。受到地球自转的影响，多颗卫星采用同一轨道飞行并不能真正实现沿航向直线分布。为了克服地球自转的影响，现提出满足Hill方程的一种基本不消耗燃料的轨道设计，使多颗卫星飞行在不同的轨道上而实现真正的沿航向直线分布。数学分析表明它可以有效消除地球自转的影响。结合SAR成像的仿真结果证明了该方法的有效性。     

490N发动机高精度推力矢量保证方法

针对地球静止轨道(GEO)卫星490 N发动机推力矢量在卫星转移轨道无法通过卫星质心,对卫星姿态产生干扰,进而引发卫星推进剂的多余消耗,使得卫星在轨寿命减少的问题,文章提出了一种490 N发动机高精度推力矢量保证方法,分析了影响高精度推力矢量的各种因素,并从力学安装环境、低变形支架和地面安装调整3个方面进行了设计保证,经风云四号(FY-4)卫星工程研制和飞行验证,转移轨道段推进剂消耗量小于设计值,结果表明:该保证方法可行有效,可为后续GEO卫星的总体设计和研制提供参考。     

五自由度气浮仿真试验台的动力学建模

五自由度气浮仿真试验台是在地面模拟微小卫星空间运动的一种重要仿真设备。通过分 析试验台的系统结构,定义世界系、轨道系及本体系三个坐标系,建立了其所模拟微小卫星 空间运动的一般情况下轨道动力学和姿态动力学模型,最后根据试验台目前执行机构为冷气 推进装置的实际工作情况导出了试验台状态方程,为下一步试验台模拟微小卫星的自治飞行 提供了理论基础。
     

神舟四号发射成功

20 0 2年 12月 30日 ,在酒泉卫星发射中心长征二号Ｆ火箭将我国自行研制的“神舟”四号无人飞船发射升空并成功进入预定轨道。这是我国载人航天工程的第四次飞行试验。我国于 1999年 11月 2 0日首次成功发射“神舟”号飞船。按照研制计划 ,要发射若干艘无人飞船 ,然后实施载人飞行。这次发射的“神舟”四号飞船是整个研制计划中一次重要的飞行试验。飞船将在太空完成预定试验任务后返回地面。飞船在太空自主飞行和留轨飞行期间将进行多模态微波遥感器对地探测、综合精密定轨试验、生物大分子和细胞的空间分离纯化实验、微重力流体物理实验等…