中国返回式卫星搭载任务综述

中国返回式卫星在完成预定的主任务外，利用其剩余的载荷能力，以搭载形式进行了一系列空间科学和空间技术试验，达到一星多用，一次发射多方受益的目的。文章简要地叙述了这些年来的搭载任务，特别是在空间材料科学和空间生命科学试验方面取得的成果，其效果相当于搭载发射了１颗返回式科学技术试验卫星。     

空间里的蛋白质晶体生长

生物大分子晶体生长具有重要的理论和实际意义。空间微重力环境是研究复杂的蛋白质结晶过程和生长其高质量晶体的理想地方。1992年8月,应用国内研制的装置在返回式卫星FSW—2上完成了空间蛋白质晶体生长实验。有六种蛋白质在空间长出了晶体,其中酸性磷脂酶A_2和溶菌酶的晶体明显优于地面对照实验长出的晶体。对结果的分析还在进行中。     

载人航天器密封舱内强制通风下的火灾温度场及流场特性仿真分析

文章建立微重力环境下载人航天器密封舱简化物理模型,利用FDS软件仿真分析火源在密封舱中心位置时不同送风角度(θ=0°、θ=45°、θ=60°)下舱内温度和烟气浓度的分布规律。分析结果显示:需要在大功率设备上方两侧布置火灾探测器;不同送风角度下的速度场不同,造成舱内温度分布规律也不同;当送风角度θ=45°、θ=60°时,密封舱内的烟气与θ=0°时相比更易排出。分析结果可为载人航天器密封舱内送风口及火灾探测器的设置提供参考。     

用国产装置进行的空间蛋白质结晶实验

使用国内研制的管式汽相扩散结晶装置,在我国返回式卫星上,成功地完成了两次空间蛋白质晶体生长实验,10种不同种类的蛋白质配制的48个样品在空间的出晶率分别达52%和80%,其中少数蛋白质生长出了较高质量的蛋白质晶体。结果表明,空间的微重力环境利于改善蛋白质晶体的生长,而且在结晶条件优化足够好的条件下,在空间里能生长出比地面晶体尺寸较大、形态较好和内部有序性较高的蛋白质晶体。本文还就微重力对蛋白质晶体生长的具体作用及其开发利用做了讨论。      

微重力下低温液氪贮箱热力学特性

在轨滑行阶段液氪贮箱长期处于微重力环境。为研究其内部传热和相变过程对大轨道转移飞行器贮供单元工作性能的影响,建立了微重力液氪贮箱CFD模型,采用VOF法及Lee气液相变理论,研究了重力水平、初始液氪温度、初始充满率对微重力下液氪贮箱热分层及压力变化的影响。结果表明:常重力g0下贮箱的压升率分别为10^-4 g₀,10^-5 g₀,10^-6 g₀的1.84倍、1.98倍、2.04倍,微重力下温度分层程度(2～3 K)远低于常重力(90 K);不同初始液氪温度下贮箱压力随时间呈先降低后升高的变化趋势,且初始液氪温度越低,贮箱压升率越小;微重力下液氪贮箱存在临界初始充满率,当初始充满率Φ>70%时贮箱压升率随初始充满率的升高而增大,当Φ<70%时贮箱压升率随初始充满率的升高而减小。     

载人小行星着陆探测模式设想

基于目前小行星探测技术特点,综述了当前国内外空间活动中两种典型探测模式,针对未来载人小行星着陆探测需求,提出了爬行式和基于小型机动操作载人飞船的两种探测模式,并对两种模式进行评价比较,基于小型机动操作载人飞船的探测模式具有机动性强、探测范围广、安全性高及对航天员操作能力要求低等特点,可为我国未来载人深空探测任务中微重力环境下星体表面作业方案设计提供参考。     

太空“园丁”

去年,国际空间站参与国决定将其运行寿命由2015年延长到2020年。投入近千亿资金之后,美、俄、欧、加拿大、日本等成员国（组织）都在努力拓展其应用,让国际空间站能“物有所值”,其中一个重要的领域就是国际空间站作为教育平台的开发。其实,早在国际空间站建造初期,驻守其间的航天员就意识到了太空生活、微重力环境下的种种奇妙现象对于学生的巨大吸引力。在繁忙的工作之余。     

"国际空间站"的应用、问题和前景

至今,一共有59个国家参与“国际空间站”的建造或应用。美国航空航天局目前正在与“国际空间站”其他成员国共同努力拓展“国际空间站”的应用,以便使科研人员拥有更多机会进行站上微重力实验。该站有两个主要功能：进行科学实验的国家实验室和开发新技术的试验平台。“国际空间站”已基本建成,正成为近地轨道上有人直接参与各种科学研究活动的基地。它能进行最先进的生物学、化学、物理学及其他学科的研究,并有望执行载人绕月飞行任务。由于“国际空间站”将至少工作到2020年,所以可充分利用其设备开展多项科研;美国也将借助私营商用飞船将航天员送入“国际空间站”。因此,它不仅将发挥更大的作用,还将采用新的运营模式。     

微重力对拟南芥长势影响的代谢网络流平衡分析

微重力作为典型的空间环境因素,对植物生长发育的影响机制是空间生命科学的研究热点。微重力环境直接或间接影响植物代谢,并引起许多生理适应。 随着系统生物学的发展,代谢网络模型使微重力环境下的植物代谢建模成为可能。采用流平衡分析方法对模式植物拟南芥不同组织的代谢网络进行分析,研究微重力对拟南芥生长发育的影响机制。通过比较空间与地面条件下拟南芥的生物质产量,发现空间条件下拟南芥黄化幼苗、幼苗、芽、根、下胚轴的生物量分别下降了33.00%,51.52%,6.89%,12.53%,11.70%,与空间环境下拟南芥的长势变化趋势一致。代谢通路富集分析发现,微重力使得拟南芥的碳固定等通路下调,而磷酸戊糖途径上调,初步解析了微重力对拟南芥生长发育的影响机制,也验证了流平衡方法用于微重力生物学效应研究中的可行性。      

微重力板式贮箱推进剂重定位的数值仿真

板式表面张力贮箱内推进剂重定位对确定推进剂分布情况、研究晃动影响、提高控制精度等具有重要意义．为研究板式贮箱内推进剂重定位的规律,对微重力下板式贮箱内液体重定位问题进行数值仿真．计算时使用三维非定常两相流动流体（VOF）模型,对某一板式贮箱寿命末期在不同微重力加速度情况下各种重定位过程进行数值仿真,得到各种工况下重定位的全过程,以及定位后推进剂的分布情况．数值仿真结果为板式贮箱的设计提供有利依据．