核动力深空探测器现状及发展研究

深空探测中,由于无法使用太阳能或者太阳能的利用效率太低,需要使用空间核电源。当前用于月球表面、火星表面、木星及以远的飞行任务中的核动力深空探测器,均利用的同位素核源衰变能,包括同位素热源用于温度控制和采用温差发电用于供电。研究中的深空探测核动力应用包括月球基地、载人火星飞行、无人探测、使用核反应堆裂变能等。空间裂变电源的反应堆包括液态金属冷却堆和气冷堆两种方式,前者支持温差、斯特林和布雷顿发电,后者支持布雷顿和磁流体发电。近期开始探索研究核聚变深空探测器。纵观核动力深空探测器的发展历程,同位素电源依然在深空探测中发挥着重要作用,大功率空间核电源结合电推进将成为未来深空探测的重要关注方向。     

月面探测器燃料电池应用的初步研究

燃料电池是一种高效的清洁能源,早在20世纪60年代就成功应用于美国载人登月工程中。我国对燃料电池的研究工作开展较早,当前已初步具备了研发航天器燃料电池的技术能力,但由于燃料电池属于一次性能源,使其应用一直受限于航天领域,近年来我国新型航天器的研发为燃料电池提供了新的应用背景。在调研分析的基础上,提出了一种使用氢氧燃料电池作为月面探测器主电源的配置方案,通过与传统供电方案的综合比较总结了燃料电池的优点,并归纳了后续应用的关键技术和解决途径,为燃料电池在我国航天领域的应用提供了一种新思路。     

"信使"探测器将飞往水星

20世纪70年代,水手-10探测器曾成功飞越水星,获得了一些关于水星的珍贵资料,激发了人们试图进一步探索水星的兴趣,希望能把探测器送入环水星轨道。但是,当时的科学研究者还不知道如何利用有限的推进能力把探测器送入环水星轨道。20世纪80年代中期,研究者发现,通过利用多次飞越金星和水星得到的引力辅助,可实现环水星飞行的目的。然而,由于1986年挑战号航天飞机失事,使得美国航宇局     

间断Galerkin有限元隐式算法GPU并行化研究

为了提高间断伽辽金（discontinuous Galerkin, DG）有限元方法的计算效率,围绕求解Euler方程,构建了基于图形处理器（graphics processing unit, GPU）并行加速的隐式DG算法。算法结合Roe格式进行空间离散,采用人工黏性法处理激波等间断问题,时间推进选用下上对称高斯-赛德尔（lower-upper symmetric Gauss-Seidel, LU-SGS）隐式格式。为了克服传统隐式格式固有的数据关联依赖问题,借助于本文提出的面向任意网格的单元着色分组技术,先给出了LUSGS隐式格式的并行化改造,使得隐式时间推进能按颜色组别依次并行,由于同一颜色组内算法已不存在数据关联,可以据此实现并行化。在此基础上,再结合DG算法局部紧致等特点,基于统一计算设备架构（compute unified device architecture, CUDA）编程模型,设计了依据单元的核函数,并构建了对应的线程与数据结构,给出了DG有限元隐式GPU并行算法。最后,发展的算法通过了多个二维和三维典型流动算例考核与性能测试,展示出隐式算法GPU加速的效果,且获得...     

月球勘探者发现水冰

月球勘探者发现水冰袁越伽利略探测器拍摄的一张木卫二照片美国航宇局最近公布了不久前发射的月球勘探者探测器获取的新数据，并称这些数据为月球上水的存在提供了确凿的证据。科学家们称，这些数据表明在月球的北极和南极阴冷的地区有水冰存在。这一发现增大了人们最终向...     

高精度IPDG湍流模拟及通量格式数值特性北大核心CSCD

为更高精度数值求解复杂湍流问题,在内罚间断伽辽金(internal penalty discontinuous Galerkin,IPDG)方法框架内发展了基于SST k-ω模型的湍流模拟方法,通过对亚/跨/超声速工况下流场的数值计算与湍流特征捕捉,验证了方法的适用性,进而系统分析了AUSM、Lax-F、HLL和Roe 4种通量格式在IPDG湍流模拟中的数值特性。结果表明:AUSM格式在超声速工况下脱体激波面“褶皱”现象明显;Lax-F格式和HLL格式数值耗散大,在激波解析方面精度较低,且Lax-F格式在激波脚后诱导产生流动分离;Roe格式具备宽速域适用性,计算精度较高且能精确解析激波结构。     

嫦娥五号探测器回收分系统研制与验证

回收分系统作为执行我国首次地外天体自动采样返回任务的嫦娥五号探测器的关键分系统之一,为了实现结构布局优化、开伞载荷及系统稳定性兼容、轻小型化及高可靠性要求等目标,提出了非均衡载荷两级减速三伞方案、双冗余低电流弹盖拉伞优化方案、多敏感集成化回收控制方案、单点吊挂冗余解锁减速伞连接分离方案等。通过合理设计,完成仿真验证试验、地面验证试验、空投验证试验,确保了回收分系统协调匹配、工作可靠。在轨飞行数据结果表明:嫦娥五号探测器回收分系统工作性能稳定,满足各项指标要求。