航天“血淤症”及其防护措施

根据实验结果及国外有关资料证明,失重或模拟失重时人和动物血循环系统的紊乱和中医“血淤症”时的变化十分相似,提出我国“活血化淤”中药有可能成为防止失重血循环紊乱的一种有效药物的看法。     

大型空间站航天员出舱条件及相对运动轨迹

应用航天器近距离相对运动动力学方程,在计及空间站尺寸的条件下,研究了大型空间站航天员出舱条件及相对运动轨迹。研究表明, 当航天员在空间站的上、下表面或前表面下方、后表面上方时, 如果没有约束, 将发生自由漂移,其相对运动的轨道平面内模态为中心漂移的椭圆; 如果航天员在相应的位置上有动力 （主动） 出舱, 其相对运动的轨道平面内模态可以为直线、定常椭圆和中心漂移的椭圆, 这与把空间站简化为质点时的结果有本质差别, 因此不能再将空间站视为质点。通过改变航天员的离舱点和离舱速度, 可以改变出舱相对运动轨迹,以满足一定的舱外活动要求     

失重因素对航天员体温调节影响的分析

系统地总结了实际载人航天及地面模拟中失重因素引起的航天员生理性体温调节功能变化的种种现象和内在联系。指出在失重环境下 ,自然对流消失 ,血液重新分布 ,排尿性失水增加 ,血浆容积变小 ,心血管系统功能下降 ,最大氧摄入量降低 ,这些都可导致体温调节能力受损 ,最终使航天员的高温耐力明显下降。文章同时指出 ,在体温调节系统中 ,行为性调节是生理性调节的补充和延伸 ,前者只有通过后者才能发挥作用 ,因此 ,在航天器座舱温控系统及航天服通风 -液冷系统的设计中 ,应充分考虑失重因素的影响。     

SpaceMocap：在轨人体运动捕捉系统

SpaceMocap是一套基于多RGB-D相机的计算机视觉航天员运动捕捉系统。地面准备阶段，扫描航天员模型，并分别标定彩色相机的内参数。在轨采集阶段，3~4台相机布置在舱内角落，同步采集航天员任务视频。地面处理阶段，通过相机外参数标定和ICP方法实现点云融合，采用深度神经网络对人体关节点位置进行检测并初始化位姿参数，再用改进的ICP方法进行位姿求精，实现序列图像中关节角度跟踪。本系统搭载TG-2升空，对SZ-11航天员的任务视频进行了采集和处理，首次获取了在轨航天员的姿态(包括中性体位)、占位空间、运动参数等重要数据。结果表明，运动捕捉的模型与点云具有良好的重合度，关节点位置与关节角度具有较高的跟踪精度。SpaceMocap是我国首个在轨运动捕捉系统，它小型、轻质，具有计算机视觉特有的非接触测量、直观、高精度优势，无需在人体上粘贴任何标志，具有良好的抗遮挡能力，完全适用于微重力、狭小空间环境下的在轨应用 。     

空间交会安全区和航天员出舱运动轨迹

从物理关系导出交会过程相对运动方程式和分析解,研究运动方程性能;应用动力学固有特性,给出空间交会安全区与初始条件关系。最后讨论航天员出舱运动轨迹与初始速度关系。     

航天员虚拟训练中的一维直线运动速度规划算法

研究了身穿航天服的航天员在搬运物体时的运动规律，将搬运物体的过程进行了分类。结合传统的六段加减速算法，对每种情况下的肌肉激活度进行了规划,并采用粒子群算法进行求解。利用Matlab/Simulink搭建了上肢骨骼肌模型，实现了目标物体的速度规划。将动态加速度约束转变为静态肌肉激活度约束，提出了一种在动态加速度约束下基于肌肉激活度规划的速度规划算法。用Matlab对提出的算法进行了验证，证明了算法的可行性。与其他的速度规划算法相比，提出的算法所规划的肌肉激活度更符合人体生物力学，提高了航天员的训练效率。     

航天员的产热和散热问题

航天员的产热与散热是确定飞行器生保系统多项部件设计的重要依据，也是判断航天员劳动强度、安排作息制度、实施医学监督的主要指标。文章结合作者以往工作部份经验介绍了国外３种估测航天员代谢热的方法；归纳了航天员舱内外活动时的产热量，并综合分析其变异的原因；并着重论述了低压条件下影响航天服热交换的因素，从而提出了可以由地面实验所获得的服装通风流率，转换成不同低压下带走同样热量所需相应流率的数学方法。     

立位加下身负压时的心血管反应

本实验采用了立位加下身负压方法(负-立方法)模拟航天员返回地面后受到的重力刺激,检查了20名健康受试者在单纯立位和负-立时的心血管反应。按照受试者在负-立时的心率、外周阻力和耐受时间,将受试者分为四种不同的反应类型,其耐力和潜力是血管型>混合型>心脏型>欠调型。结果表明负-立方法是一种很好的心血管功能检查方法,可应用于航天员心血管功能选拔。     

用 Clohessy-Wiltshire 方程求解航天员出舱运动轨迹

应用航天器相对运动动力学Ｃｌｏｈｅｓｓｙ－Ｗｉｌｔｓｈｉｒｅ方程,求出方程的分析解,研究航天员出舱后的运动轨迹。其结论可推广到对接航天器分离后的运动轨迹、卫星和运载分离后相对运动轨迹、航天器上抛射物体的相对运动轨迹     

航天员转体技术仿真

航天员在自由状态下的转体技术是航天员训练和太空任务完成好坏的重要指标。本文借助１５段的人体模型,使用多刚体动力学的方法建立起航天员转体动作的力学模型。该模型易于编程,适合于实时计算。并使用计算机动画技术,建立了航天员转体运动的实时动态仿真系统。该系统只要求输入基本的人体测量数据和肢体的相对运动规律,以图形动画形式输出,具有良好的交互性。