美国空间生物技术发展综述

1 空间生物技术的概念 空间生物技术是指利用空间特殊环境,以现代生命科学理论为基础,结合其他基础科学的科学原理,采用先进的技术手段,按照预先的设计改造生物体或加工生物原料,为人类生产出所需产品或达到某种目的,为社会服务的一门新兴的综合性学科 [1].     

抗磁性物质磁悬浮方法在空间生物学与生物技术中的应用

失重是特定空间运动条件下的重要环境物理特征之一, 一般以微重力环境来表示. 几十年来人类利用空间失重环境进行了多学科领域的科学研究与探索. 由于真实空间失重环境下科学实验机会稀少, 人类为研究空间失重环境或效应, 开发了多种地基的空间模拟实验技术方法. 然而, 对于空间生物学和空间生物技术研究而言, 已有的各种模拟实验技术手段在原理上和应用上均存在一定的局限性. 本文介绍了抗磁性物质在大梯度强磁场中的悬浮现象, 及将其用于模拟空间失重环境的方法与原理;简述了近年来利用抗磁性物质悬浮方法进行生物大分子晶体生长、分子细胞生物学及整体生物学等方面研究与应用的进展.      

美国与乌克兰签署空间合作协议

美国与乌克兰已签署了一系列民用空间、军转民及贸易协议，旨在利用高技术来支撑处于危机中的乌克兰经济，以及改变中欧政治、经济的不稳定状态。１９９４年１１月，在华盛顿白宫举行的美乌首脑最高级会议上，美国总统克林顿和乌克兰总统库奇马签署了一项“保护伞”式的空间协议。这将是ＮＡＳＡ和乌克兰空间局的首次直接合作。为期５年的美乌民用空间协议，奠定了双边合作计划的法律基础，提供了两国广泛的科学合作领域，其中包括遥感、生物医学科学和生物技术、通信以及空间研究与技术等方面。克林顿政府的高级官员认为，美乌协议与１９９…     

美国航天飞机第48次飞行

美国哥伦比亚号航天飞机于1992年6月26日美国东部夏令时间12时21分(格林威治时间16时21分)从肯尼迪空间中心发射升空。这是美国航天飞机第48次飞行及哥伦比亚号航天飞机的第12次飞行,飞行任务代号为STS-50。因天气原因,发射推迟了5分钟。飞行的主要任务,是在航天飞机60英尺长货舱内携带的空间微重力实验室中进行31项科学实验,主要涉及材料科学、流体物理学、燃烧学及生物工艺学等4个领域。实验任务代号为USML-1,主要目的是研究失重对人、材料和生物技术过程的影响,并验     

美国在“国际空间站”上的技术开发与验证应用研究

正作为全球最大的在轨航天器,"国际空间站"(ISS)已实现连续有人驻留超过15年,并在空间应用领域取得了众多成果。"国际空间站"成员国一致认为,最大限度地提高"国际空间站"研究能力可能带来新的探索机遇、促进商业发展并对教育事业产生积极影响。"国际空间站"已在人体学研究、生物学与生物技术、物理科学、技术开发与验证、地球与空间科学、教育等六大领域发挥了重要作用,技术开发领域的应用是其重点。由于美国对"国际空间站"应用的组织管理、项目规划和实施最为系统,因此本文以美国为主,介绍应用情况。     

想象中的太空兄弟

无论是对机器的恐慌,还是对生物技术的忧虑,都是从社会现实中引发出来的.而在科幻作品中大量出现的外星人,在现实世界中并没有直接的证据.     

“国际空间站”:促进全球教育推广和文化交流的太空平台

目前,"国际空间站"(ISS)应用主要集中在6个领域,分别是技术开发与验证、物理科学、人体研究、教育活动与推广、地球与空间科学以及生物学与生物技术。其中教育活动和推广作为重要的新兴应用领域之一,正在受到越来越广泛的关注。"国际空间站"作为一个形象的科普宣传推广平台,增进了世界各地的学     

多空间机器人协同工作空间的数值求解方法

针对未来在轨服务过程中，可能遇到单个空间机器人难以独立胜任的应用场景，需要多个空间机器人协同操作，但目前针对多空间机器人协同工作空间的研究很少。考虑到解析法计算工作空间难度很大，提出了一种基于蒙特卡洛法的一般协同工作空间数值求解方法。再进一步针对空间机器人协同的特殊性，提出了广义协同工作空间的概念，并给出了数值求解方法。仿真结果表明，基座姿态约束会引起协同工作空间的缩小，同时广义协同工作空间的范围明显大于一般协同工作空间。所得结论可以为空间机器人任务设计与规划提供参考。     

全新的航天装备发展思路——美国快速空间响应系统探秘

美国快速空间响应系统(ORS)2007年开始组建,在成立之初即提出了ORS的三大任务领域:空间力量增强、空间控制和空间支持。在空间力量增强方面ORS系统能够提供快速天基情报、监视与侦察(ISR)和专门通信;在空间控制方面能够快速进行空间态势感知;     

空间环境天基探测现状与需求分析

天基空间环境探测是了解空间环境状态及变化规律的重要手段, 同时也是保障人类空间活动安全的空间环境预报业务的重要数据来源. 为了促进中国空间环境天基探测的发展和合理布局, 本文分析总结了空间环境天基探测的现状、特点以及能够服务于空间天气预报的业务监测能力情况, 从空间环境业务保障角度分析了空间环境天基探测的需求, 并对中国天基空间环境探测的发展思路进行了初步探讨分析.      

空间碎片环境工程模式参数分析

为了评估空间碎片对航天器造成的危害 ,必须建立空间碎片环境工程模式。文章介绍了空间碎片环境的特点及其工程模式表征方法 ,并比较、分析了几种主要空间碎片环境工程模式的参数 ;从数学建模及风险评估应用的需求出发 ,提出了空间碎片环境工程模式参数的建议方案     

天文导航在航天工程应用中的若干问题及进展

导航作为航天器核心技术之一,是确保航天任务成败的关键。天文导航以其连续性好、自主性强、实时性优、导航精度高等优点,逐渐成为航天器导航的有效手段。基于国内外天文导航理论及应用的现状,结合近地卫星、深空探测任务特点,探讨了天文导航在航天工程应用中的理论问题与技术问题,如导航目标源观测量精确建模问题、高精度感知与检测问题等,并对新型天文导航技术进行了展望,指出了未来天文导航理论与技术的发展方向,为解决航天工程中的连续自主、实时高精度导航问题提供了有效途径,为学术与工程界进一步深入开展航天器天文导航理论与技术研究提供参考。     

航天器环境工程回顾与展望

文章回顾了 2 0世纪航天器环境工程发展的三个主要方面 :在航天器研制中 ,环境工程和环境试验起着重要的作用 ,是验证工作的主要组成部分 ;环境效应、环境模拟试验方法等方面的研究则是环境工程的基础 ;而计算机和数字技术大大促进了整个环境工程和试验技术的发展。在新的世纪 ,环境工程的发展在继续努力降低环境试验的费用和时间的同时 ,提高环境试验的效果 ,使整个环境工程对保证航天器可靠性起到更重要的作用。文章提出了中国在 2 1世纪发展航天器环境工程需要努力的若干方面。     

中国载人航天工程的外部设计

在“神舟号”载人飞船工程实现了中国人往返于天地间的目的之后 ,中国应审慎地选择发展载人航天的目标。文章从中国社会对载人航天的需求出发 ,讨论了以开发利用空间微重力物质环境为目标的空间站和以发展天基航天为目标的天基航天站的外部工程系统的环境条件 ,认为中国在运载火箭、发射和回收场、测控站网方面已有较好基础 ,基本具备条件 ,运人运输器已有“神舟号”载人飞船 ,运物运输器的研制也不困难 ,但在为保障航天员在空间生活、工作的航天员系统方面和为实现载人航天工程功能和显现价值的有效载荷系统方面欠缺较多 ,需要一个研究、试验、培训和开发、演示的发展阶段     

增材制造技术在载人航天工程中的应用与展望

近年来,增材制造技术在载人航天工程中的应用迅速发展。对熔融沉积成型技术、激光选区熔化技术、线材电弧增材制造技术、热喷涂增材技术、月壤增材制造技术等用于载人航天工程的增材制造技术及这些技术的应用领域进行了总结。对增材制造技术在在轨制造飞行器替换件、制造大型桁架等难以在地面制造或发射的部件、制造飞行器复杂部件等应用领域进行了总结。提出未来载人航天工程技术的增材制造中应发展适合载人航天工程的材料体系,应研究微重力环境下的增材制造技术,同时未来还应发展相关工艺。     

National Report on Space Medicine Progress

The development of Chinese manned space engineering has a great role in promoting the progress of Chinese space medicine. With the accelerated implementation of Chinese Space Station Program, China's space medicine has made fruitful achievements over the past three years. This report summarizes the major progress of Chinese space medicine in terms of basic research and space applications from 2016 to 2018.      

未来的空间生命科学

本文分析了空间生命科学的发展战略,对21世纪初期的研究设想进行了概括,较详细地介绍了空间生命科学四个方面的内容:空间生理学和医学,包括空间医学、空间生理学、空间作业医学和人在空间的作用;空间生物学,包括重力生物学、可控生态生保系统、生物圈和地外生物学;空间站生物医学工程以及空间生物材料的加工生产。本文还讨论了各方面存在的主要问题和今后的发展趋向,特别强调了空间高枝术应用对促进国民经济发展的巨大潜力。     

碳纳米材料辐射效应研究现状

碳纳米管（CNTs）和石墨烯是碳纳米材料中新兴的两种类型,因其优异的电学、热学、机械等性能,是目前航天工程中具有很大应用前景的材料.在复杂的空间环境中,辐射效应对材料的结构和性能具有重要影响,是决定其稳定性和适应性的关键因素之一.本文对碳纳米管和石墨烯材料的电子、离子等辐射效应研究现状进行了讨论分析,对辐射过程中缺陷的产生和类型、辐射在材料制备以及功能化改性修饰方面的应用、辐射对器件性能的影响以及空间适应性进行了分析,简述了以碳纳米材料为基础的复合材料的辐射效应以及辐射缺陷对材料性能影响的作用机制,提出了目前碳纳米管和石墨烯辐射效应研究中仍需要开展的工作,并对其在空间科学中的应用进行了展望.      

新兴的人机与环境工程技术科学

围绕人-机-环境系统、飞行器环境控制和生命保障系统、环境模拟技术、空气调节技术4个方面,对国内外人机与环境工程科学研究进展情况作了综述;着重介绍了人-机-环境系统的计算机仿真、ECS制冷系统、航天器的生命保障系统、地面、空中及空间环境模拟技术、空气调节技术的最新发展方向和需要进一步研究的问题等,以期进一步推动该技术学科的研究和发展.     

空间碎片的空间密度算法研究

由于空间碎片的影响, 空间环境日益恶劣,有必要建立空间碎片环境工程模型对空间碎片撞击航天器进行风险评估.本文研究了空间碎片环境模型中的重要环节, 即碎片的空间密度问题,在统计理论与椭圆轨道理论基础上,分析及推导了空间碎片在空间中的分布状况及空间密度,并得出了碎片空间密度的空间坐标函数解析表达式.同时对引入假设条件的合理性进行了讨论,并利用双行元数据对结论进行了验证, 利用本文方法得出的结果与双行元数据吻合.