21世纪载人航天活动展望（2）

2　国际空间站的组装与应用□□以美国为主的国际空间站计划 ,既是2 0世纪最后 1个重大的载人航天工程 ,也是 2 1世纪第 1个最重要的载人航天项目。国际空间站是继苏联的礼炮号系列与和平号空间站之后 1个更大型的空间站 ,其规模和复杂程度超出了以往任何 1个空间站。2 .1　国际空间站的组装国际空间站组装完成后的总质量为470 t,加压舱的总容积为 90 8m3,相当于 2架波音 - 747客机的机舱容积之和 ,能容纳7名航天员在站内生活和工作。空间站位于高度为 42 6 km、倾角为 5 1.6°的圆形轨道 ,但组装是在 35 5 km高的轨道上进行。国际空间站有 …     

太空行走100问(六)

太空行走设备36.在国际空间站组装过程中,航天员需要进行大量的出舱活动,为完成国际空间站的组装,需要提供哪些设备?在国际空间站的组装过程中,航天员需要进行大量的出舱活动,但是仅靠航天员的双手是不能完成组装任务的,因为国际空间站的站舱和结构件都非常巨大而笨重,但安装精度又要求非常高,因此必须给他们提供各种工具和设备。     

数字空间站动力学与控制仿真建模与飞控应用

数字空间站作为真实空间站的数字化映像,将能源、信息、环热控、动力学与控制等多专业模型进行综合集成,建立舱段级、整站级多学科仿真系统,为空间站长期飞控任务提供技术支持.基于Modelica建模语言,结合采用FMI接口标准,完成了数字空间站动力学与控制仿真模型的集成,并成功在空间站飞控中进行了应用.     

空间站燃烧科学实验系统设计

建立空间站燃烧实验系统,可满足未来空间微重力燃烧实验系统需求.通过空间站微重力燃烧实验研究,可拓展空间燃烧学研究.根据所要实现的功能及燃烧实验需求,对中国空间站燃烧柜的燃烧科学实验系统进行了设计和分析.燃烧科学实验系统由8个子系统组成,是一个适合开展气、液、固多种燃料燃烧实验的综合性实验系统.考虑到强度设计要求,在完成方案设计后,对系统进行了有限元分析,并在研制的结构件上进行了力学环境实验.实验与分析结果表明,本文设计的实验系统能够满足环模实验的要求,结构合理可行.      

空间站再生式生命保障技术的发展现状

引言未来的空间活动将包括空间站,人们从那里可对接其它飞船,建成大型空间结构和完成科学研究。随着航天任务持续时间的延长,再生式环境控制及生命保障系统将比经常发射航天飞机补充应具有更为实用和成本低的优点。     

美国研制空间站的机器人服务系统

美国正在研制的永久性空间站的机器人服务系统(RSS),可提供一个或多个灵巧的机械手系统,完成所需要的精确定位和力量控制等服务。服务器具有一定程度的自动操作能力,这是通过其上的视觉和触觉感觉系统来完成的。机器人服务器可与完整的服务测试设备、空间站结构或远距离控制器系统相连。图示为 RSS 的概念设计。     

美国国际空间站谈判结束

美国、加拿大、欧洲和日本的国际空间站合作计划经过两年多的漫长谈判,终于在1988年7月上旬结束。谈判的最终结果是: 美国将提供空间站的总构架和工作分系统,其中包括生保系统、75千瓦的电能、实验室和居住舱。此外,还提供一个不载人自由飞行极轨平台,用于对地观测。加拿大将制造一个移动服务系统,用于空间站各分系统的组装、维修和服务。     

用于空间站的四重冗余对接控制系统设计

针对空间站所处太空环境的特殊性、对接机构对空间站正常运行的重要性,以及对航天器可靠性要求日益增加的问题,提出在对接控制系统中增加可靠性设计,实现整个机构的高质量、平稳运转。在完成正常控制功能的基础上,在系统中采用了四重冗余的工作机制,包括主备机双热备份、自动/手动控制模式切换、自动控制关闭指令双线发送和工作模式的三取二判断,对四重冗余设计的具体判断流程进行了详细的解释。对控制系统软件进行仿真验证,结果表明：本方法设计的对接控制系统具有高可靠性和故障容错能力。     

电推进系统在静止轨道卫星平台上应用的关键技术

在未来静止轨道平台上应用电推进系统是我国航天事业发展的必然趋势。将氙离子电推进系统(XIPS)应用于静止轨道卫星平台,除了要解决电推力器本身的问题之外,还要在系统应用方面做大量工作。以该静止轨道卫星对电推进系统的需求为基础,从三个方面对电推进系统在未来静止轨道平台上应用所涉及到的关键技术进行了分类及梳理:一是电推进系统与电推力器之间的关系,包括电推力器与推进剂贮存和供给子系统、电源子系统、控制子系统联合工作所涉及到的关键技术;二是电推进系统与化学推进系统的协调工作,包括两种推进系统的任务分工及相互影响所涉及到的关键技术;三是电推进系统对整星及大系统的影响,包括电推进系统对电源、热控、羽流污染控制、电磁兼容性(EMC)、遥测遥控、自主管理等所涉及到的关键技术。通过对这三个方面的关键技术进行梳理,明确了电推进系统在整星上应用所需要开展的工作。     

国际空间站上的绿色环保生活方式

2008年11月国际空间站迎来了10周岁的生日,航天员入驻这座太空宫殿也已7年多了,这个密闭的空间是如何维持生态平衡的呢? 44%的水循环利用与我们的地球相似,国际空间站也有空气和水的再生回路,主要包括水的再生和处理、氧气生成、二氧化碳的清除,以及水和大气质量监测。目前整个空间站用于空气生成、食品复水和卫生用水等方面所需水量的44%,是靠再生而来。     

航天飞机为国际空间站送去气闸舱

美国当地时间 2 0 0 1年 7月 12日 0 5∶0 4,美国阿特兰蒂斯号航天飞机在肯尼迪航天中心发射升空 ,13日深夜它与建设中的国际空间站对接成功。阿特兰蒂斯号原计划在太空中停留 11天 ,但后来增至 13天。它载有 5名航天员其中 1名是女航天员。这 5名航天员计划在太空进行 3次太空行走 ,执行代号为 STS-10 4的任务 ,将一个重达 6 .5 t的美制探索号气闸舱安装在空间站上。气闸舱是空间站的出口 ,可供航天员走出空间站修理其外部设备。安装完成之后 ,国际空间站就可以开始完全地发挥功能了。美国航宇局发言人说 ,这是对空间站的第10次组装 ,并…     

美国航宇局考虑改变空间站电源设计

美国航宇局(NASA)负责空间站的官员已建议,对国际空间站的在轨组装方式和供电方式作重大改进。这项建议是将电源系统改用50英尺的太阳能抛物面集光反射器。在空间站运行初期,由它提供空间站所需75千瓦电力的大部分。目前设计的电源系统为4对太阳电池阵,每个阵展开后翼展为200英尺。使用反     

空间站的植物栽培史

正国际空间站是一个在近地轨道上运行的科研设施,是人类历史上第9个载人的空间站。它其实就是一个建设在空间环境中的科学实验平台,这个平台上开展的研究并不仅限于天文、物理等专业,也包括医学、生物学等领域。对在国际空间站种植植物而言,最主要的意义还是满足科研需求。空间站特殊的空间环境,如失重、大气组成、射线等,可以给科学家提供一个观     

空间站机械臂研究

空间极端环境下, 大多数舱外活动必须借助于机械臂. 机械臂是国际空间站的主要组成部分, 其对空间站的在轨组装、外部维修以及运行起着至关重要的作用, 同时机械臂可以减少航天员在舱外的工作时间和频率. 通过对国际空间站成员国关于机械臂研究概况的介绍, 包括航天飞机机械臂、空间站机械臂、欧洲机械臂、日本实验舱机械臂以及德国机械臂, 为中国空间机械臂的设计提供参考.      

日本空间舱的新研制程序

由日本宇宙开发事业团研制并决定在轨道上与美国空间站对接的日本空间舱,是一个为广大用户提供各种实验用的组装式多用途实验室,广大用户将利用其微重力、高真空、高洁净环境进行材料实验、生命科学实验、地球观测、天体观测和理工实验等。它由加压舱、外部舱、气闸、机械手、后勤舱等组成。原计划JEM将于1994年发射并完成在轨组装等任务,由于挑战者号航天飞机失事以及美国空间站研制计划没能按期进行,使整个开发计划推迟,因此美国、ESA、日本等国经过协调,确定空间站的组成部件     

H2O对空间站5A分子筛CO2去除性能影响

为进一步研究分子筛CO2去除系统应用于空间站的工作可靠性和鲁棒性,针对空间站4床分子筛(4-BMS)系统中可能出现的湿度失效保护问题展开了实验研究.测试了两种载人航天分子筛材料TC-5A与PSA-5A,研究了不同相对湿度对CO2吸附性能的影响;比较了相同湿度条件下,进口气体CO2浓度、粒径及吸附温度的变化对分子筛吸附CO2性能的影响,采用不同实验方法探究了H2O和CO2在两种分子筛材料中的竞争吸附关系.结果表明:PSA-5A吸附CO2性能优于TC-5A,但对H2O的吸附率略低于TC-5A.H2O的存在对分子筛吸附CO2影响非常大,空气中相对湿度达到60%时,分子筛基本失去了吸附CO2的能力.此外,温度升高会造成CO2的吸附量显著下降,但对H2O的吸附量影响相对较小,尤其是当相对湿度较高时.这对中国未来长期运行的空间站分子筛CO2去除系统工作有效性与工作鲁棒性的评价具有指导意义.     

被动冗余度空间机器人动力学控制

研究了被动冗余度空间站机器人的动力学控制问题，包括非完整系统的运动规划，渐进稳定的动力学控制规律；在动力学控制中，利用被动冗余度机器人“非完整自运动”的运动学优化方法完成机器人的动力学控制，构造的动力学闭环控制律保证机器人运动过程中末端跟踪期望的运动轨迹，通过三连杆空间站机器人模型进行了仿真，结果证明了得到的结论。     

“国际空间站”的总体设计

1“国际空间站”概况 “国际空间站”是有史以来规模最大的国际载人航天合作计划,集中了世界主要航天大国各种先进设备和技术力量,其复杂性和技术先进性是以往任何载人航天器无法比拟的.目前“国际空间站”美国舱段基本组装完成,俄罗斯舱段将于2013年完成建设,已实现6人驻站目标,体积是和平号空间站的3～4倍,相当于一个足球场大小.围绕“国际空间站”的建设,到2012年1月底,美、俄共完成了67次载人航天飞行,航天员累计完成了135次出舱活动.     

美国准备重新设计空间站

美国航宇局/白宫空间站评审组建议重新设计自由号空间站。众参两院也有类似观点,众院拨款小组要求航宇局在90天内提出修改方案,解决空间站重量和能源问题。评审组组长是马丁·马丽埃塔公司董事会主席奥古斯汀。评审组在评审空间站计划后认为,自由号空间站的费用、它的实用性和过于依赖航天飞机都不太现实,风险太大。评审组注意到,在空间站第一批组件发射前,航天飞机已有三四十次飞行任务,而要完成空间站第一阶段组装,需要28次航天飞机飞行。评审组还担心,若因故推迟制造一架新的