Planetary protection implementation on Mars Reconnaissance Orbiter mission

In August 2005 NASA launched a large orbiting science observatory, the Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), for what is scheduled to be a 5.4-year mission. High resolution imaging of the surface is a principal goal of the mission. One consequence of this goal however is the need for a low science orbit. Unfortunately this orbit fails the required 20-year orbit life set in NASA Planetary Protection (PP) requirements [NASA. Planetary protection provisions for robotic extraterrestrial missions, NASA procedural requirements NPR 8020.12C, NASA HQ, Washington, DC, April 2005.]. So rather than sacrifice the science goals of the mission by raising the science orbit, the MRO Project chose to be the first orbiter to pursue the bio-burden reduction approach.     

国际行星保护发展综述

首先介绍了行星保护的定义,然后回顾了国际行星保护政策的提出和演化过程,给出了当前国际行星保护政策针对不同目标和任务形式的最新要求,简要介绍了美、欧、日、俄和印度等世界各主要航天国家/机构在行星保护方面的管理制度和实施情况等发展现状,对行星保护实施过程中的主要技术途径进行了分析,最后介绍了行星保护领域的最新进展,并提出了思考和建议。     

Thermal protection system development,testing, and qualification for atmospheric probes and sample return missions: Examples for Saturn,Titan and Stardust-type sample return

The science community has continued to be interested in planetary entry probes, aerocapture, and sample return missions to improve our understanding of the Solar System. As in the case of the Galileo entry probe, such missions are critical to the understanding not only of the individual planets, but also to further knowledge regarding the formation of the Solar System. It is believed that Saturn probes to depths corresponding to 10 bars will be sufficient to provide the desired data on its atmospheric composition. An aerocapture mission would enable delivery of a satellite to provide insight into how gravitational forces cause dynamic changes in Saturn’s ring structure that are akin to the evolution of protoplanetary accretion disks. Heating rates for the “shallow” Saturn probes, Saturn aerocapture, and sample Earth return missions with higher re-entry speeds (13–15 km/s) from Mars, Venus, comets, and asteroids are in the range of 1–6 KW/cm². New, mid-density thermal protection system (TPS) materials for such probes can be mission enabling for mass efficiency and also for use on smaller vehicles enabled by advancements in scientific instrumentation. Past consideration of new Jovian multiprobe missions has been considered problematic without the Giant Planet arcjet facility that was used to qualify carbon phenolic for the Galileo probe. This paper describes emerging TPS technologies and the proposed use of an affordable, small 5 MW arcjet that can be used for TPS development, in test gases appropriate for future planetary probe and aerocapture applications. Emerging TPS technologies of interest include new versions of the Apollo Avcoat material and a densified variant of Phenolic Impregnated Carbon Ablator (PICA). Application of these and other TPS materials and the use of other facilities for development and qualification of TPS for Saturn, Titan, and Sample Return missions of the Stardust class with entry speeds from 6.0 to 28.6 km/s are discussed.     

氩气保护镍基复合镀层中增强相热稳定性研究

研究了Ｎｉ－Ｂ４Ｃ复合镀层中，增强相Ｂ４Ｃ颗粒的热稳定性及镀层组成和性能的相应变化。金相显微结果表明，Ｂ４Ｃ颗粒在５００℃时开始分解，至８００℃分解完毕。Ｘ－ｒａｙ衍射、ＸＰＳ试验证实Ｂ４Ｃ颗粒分解后与Ｎｉ生成新相Ｎｉ３Ｂ，而且，由于Ｂ元素有着向镀层表面聚集的趋势，导致Ｎｉ３Ｂ首先在邻近表面的镀层中出现。Ｂ４Ｃ颗粒的分解，极大地降低镀层的硬度，但能有效地提高镀层的抗氧化能力。因此，Ｎｉ－Ｂ４Ｃ若作为耐磨材料，使用温度不宜大于５００℃，倘若利用它的抗氧化能力，即使在８００℃高温下，仍能耐受相当长的时间。     

柔性自供能技术在防护救生领域的应用探讨

柔性自供能技术作为微能源领域新秀,近年来获得长足发展,目前处于实验室向工业技术转化的关键阶段。文中通过对应用场景分析探讨,认为在航空飞行员防护救生领域,柔性自供能技术的主要应用方向是智能穿戴设备的能源供应,具有应用场景广泛、使用方便、可全周期供能等技术优势。文中对柔性自供能技术在防护救生领域实现技术应用面临的问题,给出了对应的解决方案,可以为后续研究工作提供思路：研究制备多效应融合发电器件可实现对环境中多种微能量的广泛收集,可构建全固态柔性超级储能器件,以满足高效储能以及航空环境使用的安全需求,设计充放电并行控制电路以解决全任务场景长时效供能技术难题。     

火箭弹射座椅乘员抓握中央拉环耐限力研究

火箭弹射座椅中央拉环是乘员启动应急离机程序的操纵手柄,同时还承载着对乘员手腕的防护功能。中央拉环的外形影响了抓握的姿势,而不同的抓握姿势,也直接决定了人体手臂的气流吹袭载荷。文中先分析了国内外典型弹射座椅中央拉环的外形和使用特点,通过对乘员不同姿势握持中央拉环的耐受力实测,提出了一种有利于乘员做出对抗动作的抓握姿势和外形,并对其进行了仿真分析和试验,为后续弹射座椅的中央拉环改进设计和乘员上肢防护提供参考。     

高超声速飞行器发动机热防护与发电一体化系统

在对高超声速飞行器的热防护和机载设备电能需求的综合考虑下,立足发动机能量管理优化,结合CO2的物性特点,提出了以超临界CO2为循环工质的高效热防护与高温发电一体化系统.此一体化方案可以在实现发动机热防护的同时,提供电能、并减少冷却用燃油流量.基于燃油为该一体化系统的唯一热沉,通过理论分析和计算,提出了两个一体化系统,通...     

面对面呼吸飞沫传播和防护的流体力学初步分析

针对SARS-CoV-2疫情,围绕病人和戴防飞沫面罩的健康人面对面呼吸状态下飞沫的流动传播问题,利用计算流体力学方法进行了数值模拟。首先采用二维非稳态不可压缩雷诺平均N-S方程描述平均流场,计算区域采用H型结构网格拓扑结构,将多相流的欧拉模型用于描述空气-飞沫流动,湍流脉动采用RNG k-ε湍流模型。计算获得了呼吸飞沫喷射速度、粒径和入口含量对飞沫流动传播的影响规律,分析了水平传播线和垂直传播线的飞沫浓度分布。研究表明:呼吸飞沫喷射速度、入口含量和流动传播速度、浓度分布呈正相关性,粒径主要影响飞沫流动传播的浓度峰值大小;呼吸飞沫跟随空气流动先以水平传播为主,后转变为以垂直扩散为主,扩散过程会形成"猫眼"状飞沫云团;呼吸飞沫在气流作用下侵入到防飞沫面罩内形成旋涡,导致防飞沫面罩的失效,因此,防飞沫面罩必须结合口罩共同使用。     

卫星总装过程静电防护研究

静电防护是卫星总装过程中质量控制和安全保障的一个重要方面.为了提高航天器总装过程的静电控制水平,文章以某型号卫星为例,针对卫星总装实施特点,对卫星的总装过程进行了静电防护的相关试验和分析研究.首先使用FMEA分析表格,提出静电防护的关键项目,再利用静电检测手段,对这些关键项目进行静电测试.根据测试结果数据分析,查找出卫星总装过程中静电防护的薄弱环节,并针对性地提出相应的静电控制措施.这些研究成果为航天器总装静电控制的具体实施提供了技术支持,是对航天器总装过程静电防护深入研究的有益探索.     

月球粉尘的研究现状

随着我国探月工程的开展,面临着月球粉尘危害性的问题,急需开展月球粉尘的研究。文章在调研的基础上,阐述了目前国外在月球粉尘方面的研究现状,主要是美国"阿波罗"计划中对月尘的特性、危害性、探测和防护方面的研究。