How we will go to Mars

This article studies the efficiency of ejecting waste generated by the life support system (LSS) of a manned spacecraft to reduce initial mass on low earth orbit. The spacecraft is used for a long-duration interplanetary mission and is equipped with either a chemical or a nuclear-thermal propulsion system. For this study we simulate an optimal control problem for a given spacecraft maneuver. An impulsive approximation of the optimal interplanetary spacecraft trajectory is assumed, which allows us to reduce the general optimal control problem to hierarchic structure of 'outer' and 'inner' subproblems. This structure is analyzed using the Pontryagin's Maximum principle. Numerical results, illustrating the efficiency of waste ejection are shown for typical Earth-Mars transfer trajectories. This results confirm in theory that using a waste ejection system makes an early manned Mars mission possible without having to design and build new, advanced biological LSS.     

Precipitating Protons and Their Role in Ionization of the Polar Ionosphere

Spatial distributions of the electron density in the latitude range 60°–90° N were calculated on the basis of a physical model of the E and lower Fregions of the high-latitude ionosphere using statistical models of auroral proton and electron precipitation. It is shown that precipitating protons can play the key role in the ionization of the Eregion in the dusk and midnight sectors of the auroral oval. However, quantitative estimates of the contribution of protons to the ionization depend on the used statistical models of electron precipitation. Comparison of the electron density profiles calculated for two incoherent scatter radars, EISCAT (Tromsö) and ESR (Svalbard), for simultaneous precipitation of electrons and protons and for electron precipitation only show that the influence of protons is the most significant in the dusk sector over the EISCAT radar and in the midnight sector over the ESR radar. The results presented indicate the need to take protons into account when radar data are used to derive precipitating electron spectra.     

再入飞行器优化气动布局研究

本文研究了再入飞行器的优化气动布局问题，提出了单目标和多目标、优化设计方法。通过研究分析，指出了具有高机动性能的带翼机动再入飞行器、弯体机动再入飞行器及带翼锥柱裙机动再入飞行器等再入飞行器的几何参数变化规律。该研究对这类再入飞行器的气动布局选型有重要的参考价值。     

星用材料出气加速规律扩散模型

基于扩散理论分析获得了星用材料在一定温度范围内出气加速过程遵循的规律，给出了加速系数与扩散系数，加速系数与出气过程等当时间及与温度之间的函数关系，并经实验测试证明，理论分析结果克能良好反映材料出气加速过程所遵循的规律。     

惩罚函数法计算燃烧产物的平衡组分

本文根据平衡状态下系统自由能量小的特点，提出了利用惩罚函数计算燃烧产物的平衡组分的新方法，该方法不用求导及解其相应的矩阵，也不存在浓度出现负值而需进行的转换，并且，由于采用了外点法，初始点不必满足质量平衡方程，利用该方法，本文对算例进行了计，结果非常满意，说明该方法是有效的。     

串行程序的并行划分算法及其正确性证明

针对多机系统结构，本文提出了在大粒度级并行划分串行程序的算示。该算法通过识别并行循环任务以及通过确定调用上下文关系识别过程任务，来划分串行程序中的并行成份。该算法是对串行程序实施并行分解的基础。本文还给出了该算法的正确性证明。     

内喷管间隙宽度对线性塞式喷管性能的影响

为了了解内喷管间隙宽度对线性塞式喷管性能的影响，提出了对应着同一个内喷管的三种不同间隙宽度的塞锥。采用数值模拟的方法，得到了不同间隙宽度的线性塞式喷管在不同工况下的流场和性能。比较了不同间隙宽度对线性塞式喷管性能的影响，结果表明：增加内喷管间隙会增大线性塞式喷管的面积比和设计压比；内喷管间隙变宽，塞锥表面的压强下降，塞式喷管的性能下降，间隙宽度增大一倍，塞式喷管性能下降1％～3％。另外在计算过程中发现，内喷管的性能是整个线性塞式喷管性能的主要组成部分，占了整个塞式喷管性能的三分之二以上。     

遥测时间零点的分析

本文分析了引起遥测时间零点延时的各种因素,提出了数据处理中四种时间零点方案,并给出了遥测时间零点之前数字量脉冲的修正方法。用本方法处理的数据,使制导工具误差系数分离结果有了较大改进。     

液压余度舵机同步传动研究

几个舵机驱动同一控制对象,通道间产生力的纷争,本文采用均衡网络来减轻力的纷争,而均衡网络的参数则根据解耦控制理论导出。实际系统的实验证明本文所提出的消除余度通道间力纷争保证同步传动的方案是有效的。文章给出了最优均衡网络的参数设计公式。     

航天飞行器中舷窗温度场及换热的研究：外部界面处于第三类非线性边界条件

本文采用控制容积法,光线踪迹法结合谱带模型,研究航天飞机返回大气层时舷窗硅玻璃的非稳态复合换热。文章给出了界面S_2处于第三类非线性边界条件下,舷窗硅玻璃内部的温度场和进入机舱内部的热流密度。计算结果表明,如不考虑硅玻璃内部的辐射作用,对温度场影响不太大,但对进入机舱内的热流密度将会产生很大的误差。