空间深空探测低温制冷技术的发展

深空探测技术已经被列入国家发展计划,由于空间环境的特殊性,对空间低温制冷技术提出了更高的要求。文章介绍了美国、日本和欧空局用于深空探测的深低温制冷技术的发展状况,包括超流氦制冷技术、多级机械制冷技术、吸附式制冷技术、绝热去磁制冷技术和氦稀释制冷技术,并介绍了在天文卫星和空间望远镜上的应用;综述了中国空间低温制冷技术的发展现状,提出了中国开展深低温制冷技术研究的启示和建议。     

高效深低温热收集与热传输技术

以深冷热管、深冷环路热管等为基础的深低温热收集与热传输技术主要用于军用天基红外探测、对地观测及天文卫星中光学仪器的冷却及深低温制冷系统的低温废热排散。本文介绍了国外从深冷热管、深冷环路热管等基本传热元件的研制到系统集成试验、飞行搭载，成功应用于航天器深冷热控的发展情况。还简单介绍了我国在该技术领域的发展现状，提出了面临的技术挑战和任务。     

一种空间极低温吸附制冷机的设计与实现

针对极低温吸附制冷技术的热沉制冷系统,系统分析了极低温吸附制冷的特性,研究了热沉温度对极低温吸附制冷性能的影响,研制了一台极低温吸附制冷机样机,工质气体为氦4,在1.5W@4.2K G-M制冷机基础上实现了50μW@0.8K的制冷性能,验证了基于机械制冷系统的更高热沉温度技术的可行性,这一成果为深空探测和载人空间站相关研究提供了技术支撑。     

空间光学发展现状和未来发展

文章综述了空间光学在空间天文、深空探测及对地观测等领域的发展现状,介绍了空间光学的未来发展动态,分析了空间光学的技术需求,最后提出了中国空间光学的发展建议。     

InGaAs探测器热电制冷方法研究

InGaAs探测器在短波红外领域具有良好的探测率,对空间遥感和探测有重要的价值。为了实现空间红外仪器的高灵敏度要求,使用热电制冷技术设计了探测器制冷系统,使探测器稳定地工作在合适的温度,以相对较小的体积和功耗代价显著地提高红外仪器的探测灵敏度。     

中国空间站光学遥感载荷的发展研究

光学遥感载荷的空间站平台相比卫星平台具有很大的优势,吸引了包括俄罗斯、美国和欧空局在内的国际空间站成员国争相进行空间站光学遥感载荷的新技术实验验证和对地观测研究。文章介绍了国际空间站光学遥感载荷的观测方式和特点,结合国际空间站光学遥感载荷的应用情况,从新技术实验验证和对地观测两个方面分析了中国空间站光学遥感载荷发展应该注意的问题,为中国空间站光学遥感载荷的发展提出了几点建议。     

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。     

空间低频射电天文天线材质-观测性能分析

15MHz以下的射电天文信号由于受到电离层的阻挡只能通过空间卫星平台进行观测。采用空间展开的电小天线是目前普遍的做法。就电小天线的材质-接收性能方面进行分析，构建了基于材质磁导率、电导率对后端接收机噪声影响模型。通过计算结果比对和就天线材质空间展开难易程度的综合考虑，归纳总结了不同材质对空间低频射电天文观测噪声影响以及展开难度，为新天线的研制提供了数据依据。该项工作将为下一步L1点空间天气监测卫星中的太阳射电观测载荷提供技术支持。     

空间X射线探测技术发展新趋势

空间X射线探测技术是空间天文研究、X射线脉冲星导航、空间X射线通信等诸多领域的关键技术,通过对其深入研究可以拓展推动不同领域的技术进步。文章简介了空间X射线探测技术主要应用的领域,综述了空间X射线探测技术近几年的代表性载荷,分析了空间X射线探测技术所面临的难点,详细介绍了核心攻关方向及相关核心技术的发展历程,并讨论了空间X射线探测技术未来的发展趋势,相关分析成果可为中国空间X射线探测领域的研究提供一定参考。     

环境减灾二号A/B卫星系统设计与技术创新

环境减灾二号A/B卫星是国家民用空间基础设施中首批启动的业务卫星,星上配置有16 m相机、高光谱成像仪、红外相机和大气校正仪4种光学载荷,具备可见光、高光谱和红外对地成像能力,以及在轨大气同步探测功能。两颗卫星均采用CAST2000公用平台,设计寿命5年,单星质量1065 kg,运行于标称轨道高度为645 km的太阳同步回归轨道。两星在轨组网运行,可实现16 m相机和红外相机2天对全球南北纬80°以内地区全覆盖观测。文章概述了环境减灾二号A/B卫星的主要技术方案,总结了载荷设计新技术、多载荷匹配设计、多样化定标、视觉监测,以及轨道冻结等技术创新点,并介绍了在轨测试和典型应用情况,可为我国后续环境减灾监测遥感卫星系列发展提供参考。     

空间望远镜的热设计和热光学分析综述

文章对国内外典型空间望远镜的热设计进行综述 ,并详细介绍了空间望远镜热光学分析的概念 ,讨论了热设计和热光学分析的关系 ,提出了将卫星热控制技术与光学波像差理论相结合 ,以光学指标作为热设计的最终评价标准 ,并应用于我国空间太阳望远镜(SST)的热设计和热光学分析之中     

Aiding astronomy in developing nations: Japanese ODA

In order to promote education and research in developing nations, the Government of Japan has been providing developing nations with high-grade equipment under the framework of the Official Development Assistance (ODA) cooperation programme since 1982. Under this successful cooperation programme, 24 astronomical instruments have been donated to 19 developing nations up to the end of the Japanese fiscal year 2003. The instruments donated included university-level reflecting telescopes, as well as modern planetaria used for educational purposes, together with various accessories. This paper reports on a continuation of the previous ODA donations and the subsequent follow-up programmes provided with the assistance of the Japan International Cooperation Agency (JICA) and the cooperation with the Programme on Space Applications of the United Nations Office for Outer Space Affairs (OOSA). It also describes how aid applications should be pursued.     

A search for narrow band signals with SERENDIP II: a progress report

Commensal programs for the Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI), carried out concurrently with conventional radio astronomical observing programs, can be an attractive and cost-effective means of exploring the large multidimensional search space intrinsic to this effort. Our automated commensal system, SERENDIP II, is a high resolution 131,072 channel spectrometer. It searches for 0.49 Hz signals in sequential 64,700 Hz bands of the IF signal from a radio telescope being used for an astronomical observation. Upon detection of a narrow band signal with power above a preset threshold, the frequency, power, time, and telescope direction are recorded for later study. The system has been tested at the Hat Creek Radio Astronomy Observatory 85 ft telescope and the NASA-JPL Deep Space Station (DSS 14) 64 m telescope. It is currently collecting data at the National Radio Astronomy Observatory 300 ft telescope.     

空间特定目标表面的双波段红外辐射特性调控方法

红外诱饵等空间特定目标是对抗红外探测的主要手段之一。随着双色制导技术的发展,红外探测灵敏度不断提升,目标识别能力不断增强,这对空间特定目标表面的双波段红外辐射的逼真性提出了要求。通过改变空间特定目标表面发射率控制其红外辐射强度的大小,使用数值仿真的方法进行计算,从而提出了对空间特定目标表面红外辐射特性的调控方法。此外根据所确定的表面发射率、可见光吸收及红外发射比例以及内热源功率,选择合适的表面材料以及热功率施加方法,在保证空间特定目标表面机械性能的同时,使空间特定目标满足光照及阴影区的双波段红外辐射特性要求,并进行模型的制作以及热真空实验,证明了理论计算的准确性。     

基于条带的小波变换遥感图像压缩编码算法的改进

星载遥感图像压缩传输技术是星载系统的关键之一。文中介绍空间数据咨询委员会 CCSDS提出的基于条带的遥感压缩建议算法原理 (CNES) ,分析该算法的特点和压缩性能 ,对该算法中量化和熵编码部分的缺陷进行了简单的改进。实验表明 ,改进后的算法性能优于原有算法。     

Using the Very Large Array (VLA) and other radio telescopes to perform a parasitic Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI)

This paper describes several attempts to utilize various radio telescopes in a manner that we term "parasitic," that is in a manner that does not interrupt or seriously impact the standard astronomical observing programs in progress at the radio observatories. In the extreme case, only recorded astronomical data are accessed off-line, after the fact, without any burden on the observatory at all.     

Space patrol: Variants of the optical barrier scheme

Different variants of the space patrol system to be designed for discovering and cataloging space objects hazardous for the Earth have been investigated. The basic idea of this system is to create an optical barrier using the telescopes deployed in a heliocentric orbit. Difficulties (as well as ways of overcoming them) of this program are analyzed, associated with form and position of the orbit of a space object relative to the patrol spacecraft, determination of orbit parameters, and mutual motion of space objects and the telescopes on spacecraft. The barrier’s schemes with scanning vertical or horizontal belts are considered. Some examples of observational conditions are presented for space objects crossing the barrier region: angular positions, velocities, distances, and numbers of days during which they are observed in the barrier region. The barrier’s characteristics are given for telescopes deployed in the orbits of the Earth and Venus.     

一种空间目标红外特性分析方法

空间目标红外特性分析一直是比较难的课题,尤其对于表面材料为复合材料的空间目标尤为困难。通过分析空间目标飞行动力学特征,以及在空间模拟设备中的表面温度和空间环境的热换算关系,可以得出空间目标在空间环境下的红外热图像。本方法可为空间目标热红外防护技术的研究和发展提供参考和借鉴。     

运载火箭低温推进剂热管理技术及应用进展分析

运载火箭低温推进剂与外界环境的传热是造成汽化的主要原因。为长期贮存和使用低温推进剂,必须采用综合的热管理技术。首先介绍国内外提出的被动热防护技术和主动制冷技术。前者的主要目的是降低贮箱与外界环境的热量交换强度;后者是通过对贮箱内的热量进行转移,以实现低温推进剂的无损贮存,但只适合已具有良好被动热防护的贮箱。其次,对国外典型低温推进剂实验应用系统进行分析,并初步提出多功能液氢实验平台方案设想,方案中通过CZ-3A号搭载多功能液氢实验平台用于验证空间环境下低温推进剂的综合应用技术。通过对低温推进剂热管理技术的调研和论证,为我国低温推进剂在空间环境下的长期在轨使用提供技术参考。