空间磁环境模拟技术

空间磁环境模拟技术是航天器环境工程的重要组成部分,随着航天器研制水平的提高而逐步发展壮大,并已经服务于我国航天器的研制工作。文章重点介绍了磁环境模拟设备研制技术、磁试验技术和航天器磁洁净技术的发展历程。     

空间摩擦学研究及其实验装置与 数据库建设的思考

空间摩擦学基础研究及其实验装置与数据库的建设,是推动空间科学的发展和保障我国航天事业的长期需求的基础。文章根据国内外空间摩擦学发展的现状,从我国航天事业的长期需求和空间摩擦学发展的战略高度,初步思考了空间摩擦学的基本概念与研究范围、实验装置与数据库建设以及该领域的发展所面临的问题。     

路径积分差分吸收激光雷达反演模型设计与测试

激光雷达作为主动探测手段,能够较好地弥补被动卫星(如OCO-2/3、GOSAT-1/2和Tan Sat等)的不足,实现高精度、全天候和全天时的观测。中国在2022年4月16日成功发射世界首颗基于主动理论探测二氧化碳柱浓度(XCO2)的激光雷达卫星。本文基于前期在秦皇岛的缩比飞行试验数据,围绕优化积分权重函数和优化差分吸收光学厚度两大核心要素,提出了基于光谱能量模型的算法框架。该框架旨在提高基于主动理论的星载激光雷达探测XCO2反演的精度。评估获得光谱能量模型在海上、陆地上的测距精度分别为0.74和6.20 m。论文的工作在10 s滑动平均值下,海洋、城市和山区的平均XCO2值分别为411.07、425.71、417.87 ppm,标准差分别为1.93、0.85、0.96 ppm。综上所述,光谱能量模型对我国发展基于差分吸收激光雷达的二氧化碳浓度算法具有重要的参考意义。     

低温红外镜头星点检测数据处理方法研究

在实验室模拟低温真空环境对红外镜头进行星点检测时,不能在像面处直接测得星点光源的像,而是通过在焦面处放置反射镜使系统二次成像的方法测得二次成像的弥散斑大小。二次像斑尺寸的变化将能反映出由温度变化引起的被测镜头焦面处像斑尺寸的变化。通过理论推导得出一次像与二次像弥散斑大小的数学关系,并通过对不同尺寸星点光源、不同像质光学系统的仿真分析,得出星点检测法的检测精度与星点孔直径有关,而与镜头本身成像品质无关。     

深空辐射环境对航天活动的危害及对策

深空辐射环境是影响深空探测任务的一个主要因素,它主要包括太阳粒子事件、银河宇宙射线、俘获辐射带和黑体表面辐射。文章分析了它对航天活动的危害,并探讨了相应的对策。     

低空环境中多层隔热组件的破坏机理研究及防护

不同于国内外航天器110km以上高度的常规抛罩,设定卫星在67km低空环境下抛罩,针对此情况下主动段气流对星外多层隔热组件的破坏机理进行研究。多层隔热组件的破坏是剪切力和材料鼓胀力的综合作用。通过理论分析和风洞冲刷试验,确定了星外多层隔热组件的防护方案,并且已经经过在轨飞行试验的验证。     

民用飞机个人通风送风温度对人体舒适性的影响

通过对某真实客机座舱进行建模，使用计算流体力学（CFD）的方法计算出不同个人通风送风温度下座舱内的温度场和流场分布。然后提取乘客头部区域温度与试验结果进行对比，验证模拟的可信度。最后结合基于人体平均皮肤温度的热舒适评价方法，对不同个人通风送风温度情况下的乘客舒适性进行研究。结果表明：不同个人通风送风温度对乘客头部区域温度影响较小，随着个人通风送风温度从7℃上升到14℃，乘客头部区域温度变化不超过0.8℃。不同个人通风送风温度对乘客平均皮肤温度以及热舒适性的影响较小，随着个人通风送风温度从7℃上升到14℃，目标乘客平均皮肤温度上升0.33℃。     

DebrisWatch I: A survey of faint geosynchronous debris

Recent anomalies exhibited by satellites and rocket bodies have highlighted that a population of faint debris exists at geosynchronous (GEO) altitudes, where there are no natural removal mechanisms. Despite previous optical surveys probing to around 10–20 cm in size, regular monitoring of faint sources at GEO is challenging, thus our knowledge remains sparse. It is essential that we continue to explore the faint debris population using large telescopes to better understand the risk posed to active GEO satellites. To this end, we present photometric results from a survey of the GEO region carried out with the 2.54 m Isaac Newton Telescope in La Palma, Canary Islands. We probe to 21st visual magnitude (around 10 cm, assuming Lambertian spheres with an albedo of 0.1), uncovering 129 orbital tracks with GEO-like motion across the eight nights of dark-grey time comprising the survey. The faint end of our brightness distribution continues to rise until the sensitivity limit of the sensor is reached, suggesting that the modal brightness could be even fainter. We uncover a number of faint, uncatalogued objects that show photometric signatures of rapid tumbling, many of which straddle the limiting magnitude of our survey over the course of a single exposure, posing a complex issue when estimating object size. This work presents the first instalment of DebrisWatch, an ongoing collaboration between the University of Warwick and the Defence Science and Technology Laboratory (UK) investigating the faint population of GEO debris.     

一种高超声速试飞器助推段主动弹性抑制方法

针对高超声速试飞器助推段由于其高静不稳定特性所引起的低频弹性模态与刚体高带宽控制之间动态耦合问题，具有低频模态和大静不稳定度等特征，引入主动弹性抑制技术，即在传统控制器的设计基础上引入弹性振动能量在线辨识技术相结合的改进自适应增广控制技术(Adaptive augmenting control, AAC)，动态改变开环系统控制增益，以降低弹性模态对舵机的影响，同时增加刚体控制系统的稳定性。仿真结果验证了该方法能够有效减小由干扰激励出的弹性模态所引起的附加舵机摆角，抑制伺服弹性耦合作用。该方法对高超声速试飞器助推段的控制具有重要的理论意义和工程应用价值。     

卫星通信全代理同态可信传输机制研究

卫星通信及应用已经成为当前社会生活的重要组成部分。为了解决卫星通信数据安全传输、信息隐私保护、接收端信息依赖等问题，基于低轨卫星气象数据传输的典型应用场景，提出了一套全代理同态加密传输模型（FPRM），并依据卫星通信系统架构将其实例化，从而设计卫星通信全代理同态可信传输系统与运行机制。该机制增加系统的通信安全和隐私保护，实现密文的可计算和传输全代理，有效融合卫星、商业数据中心以及互联网资源，降低运行成本，提高资源利用率，具有重要的实际意义和应用价值。最后，通过试验证明该模型的性能和数据扩展性具有可行性。