"神舟"五号的空间环境保障

空间环境安全保障是载人航天器飞行安全和航天员生命安全保障的一个重要部分．文章从高层大气、高能辐射环境、流星体空间碎片和重大空间环境扰动事件等四个方面空间环境要素对载人航天的影响，介绍了空间环境预报中心为“神舟”五号载人飞行任务所作的空间环境保障工作．     

VM1000型热真空试验设备的研制

热真空试验设备主要为航天产品组件提供高真空、冷热环境及冷黑背景,模拟航天器及其组件在轨各种模式下的工作性能指标是否满足设计要求。热真空设备主要模拟空间两个参数,即高真空环境和冷热环境。文中介绍了VM1000型热真空试验设备的参数设计指标、设备组成及设备研制过程,并对设备的真空、温度等相关性能参数进行测试,验证设计参数是否满足要求。     

航天器空间静电效应研究进展

航天器在轨运行过程中面临的空间环境复杂多变,高能电子、等离子体环境、低气压、大温差等环境因素会引起航天器发生静电带电和放电效应,对航天器的安全运行造成严重影响。基于国内外试验数据和案例分析了空间环境引起的航天器故障,从数值仿真软件、地面模拟技术、强场诱发放电以及防护技术等方面介绍了空间环境作用下航天器充放电效应研究进展,对我国目前研究差距和未来研究方向进行了展望。研究表明:我国航天器充放电效应防护技术研究取得了进步,下一步重点针对空间站、深空探测、探月工程等新任务,进一步拓展空间环境作用下航天器充放电效应机理和防护新技术研究,为提升我国航天器的安全性和可靠性提供技术支撑。     

真空热试验通用软件平台工作模式与关键技术

为了改善试验测控软件在通用化、模块化设计、控制算法、试验过程信息化管理等方面的诸多不足,研制航天器热试验通用软件平台。该平台融合了计算机技术、虚拟仪器技术和网络技术,不仅实现从试验准备、试验工况运行、试验数据显示到实验结果分析等工作的自动化,而且应用多项关键技术使该平台成为一个有机整体并具备广泛的通用性、灵活的配置能力、便捷的人机接口。文中重点介绍了该平台的4中工作模式,分别为单机模式、分布式模式、云计算模式、集中控制模式。通过工作模式的介绍说明该平台如何在各种规模真空热试验设备上应用。热试验通用软件平台能够提高热试验的自动化程度、提高热试验的可靠性、有利于热试验技术经验的积累。     

VM-1500热真空试验箱的研制

热真空试验箱是用来模拟太空的真空、冷黑及太阳辐照环境,完成卫星的热平衡、热真空试验,满足卫星研制需要的关键地面大型试验设备。文章概要介绍了研制的一台VM-1500有效试验空间为1200mm×1600mm的空间模拟器的组成、采用的模拟技术、调试及使用情况。使用结果表明:该设备的各系统运行稳定、可靠,模拟室的真空度、热沉温度、温度测量系统等均能满足卫星整星热真空试验的要求。     

空间热环境模拟技术的发展及研究现状

外层空间研究特别是深空探测催生并促进了空间热环境模拟技术的发展。热环境模拟设备用于模拟太空高真空、冷黑、高低温、大温差热变形、太阳辐照等环境。文中综述了国内外主流的空间环境模拟设备,分为热真空试验设备和高低温试验设备两大类,对各自的设计目标、规格型号、真空获得、热沉形式等研制特点以及所能达到的极限高低温、降温速率、温场均匀性等热设计参数进行了比较性的阐述,较全面地总结了空间环境模拟技术的技术发展和现状。     

真空低温环境下卫星天线变形摄影测量技术

介绍了一套在真空低温环境下使用的摄影测量系统。该系统主要用于真空低温环境下对卫星天线等由于热变形而导致的面形变形进行测量,其测量方法采用了摄影测量法的基本原理。该设备为国内首套自主研制的真空低温环境用非接触摄影测量系统,主要由CCD摄影组件、标尺、支撑机构、试件加热设备和专用图像处理软件组成。采用该测量系统在模拟空间环境下对Φ660mm口径反射面卫星天线进行了一次变形测量试验,通过试验完成了对被测天线的变形测量,获得了大量的数据,验证了采用该套测量系统在模拟空间环境下进行天线变形测量的可行性。通过分析,该套测量系统的相对测量精度达到了1/20000。     

一种热真空试验设备的研制

热真空试验设备主要为航天产品组件提供高真空、冷热环境,模拟星载器件在轨各种模式下的工作性能指标是否满足设计要求。热真空设备主要模拟空间两个参数,即高真空环境和冷热环境。文中介绍了一种热真空试验设备的参数设计、设备组成及设备研制过程,并对设备的进行真空、温度等相关性能参数的测试,验证设计参数是否满足要求。     

航天器谐波传动机构效率试验测控系统设计

介绍了谐波传动机构的原理和应用,针对工作于空间环境下的航天器谐波传动机构,设计了一套传动效率试验测控系统。叙述了整套测控系统的结构、原理,设计了一套谐波传动机构在空间环境下的效率试验方法。并针对传统试验装置的缺点和不足,在实现基本功能的基础上,采用了针对性的软件设计,设计了一套自动测试流程,提高了整套系统的自动化水平。同时,针对测试数据无规则跳变的问题,设计了数据筛选算法,提高了控制精度和试验的准确性。     

航天器内部充电效应及典型事例分析

航天器内部充电效应是由空间高能电子诱发的,通常发生在航天器内部以及表面绝缘材料深层,所产生的放电击穿及静电放电脉冲干扰较表面充电更为严重. 对内部充放电的一般规律进行了总结,并就一次典型的航天器异常事件,从异常的时空表现特征及其与高能电子环境扰动的相关性角度进行了深入分析和定量计算,得出了高能电子产生的内部充电引起的卫星异常的结论,为卫星异常诊断提供了范例. 关键词： 高能电子 内部充电 静电放电 空间环境     

ZM3000光学遥感器空间环境模拟试验设备研制

为考核光学遥感器在空间环境中各项功能的适应性,确保在空间环境条件的有效性和可靠性,作者研制了ZM3000光学遥感器空间环境模拟试验设备。研制内容包括:内径为Φ3000mm、直段长为5000mm的卧式圆柱体真空容器;不锈钢管与铜翅片焊接成的管板结构热沉;无油真空抽气;最低温度达80K的单相密闭液氮循环流程;温度范围为-60℃至+100℃的机械制冷与红外加热调温热沉;数据采集与控制管理等分系统。结果表明:该设备满足了光学遥感器在地面进行空间环境模拟试验和光学性能测试的要求。     

最高预示环境量值的探讨

多年来，NASA中心、AFSSD和欧空局等研究部门都是以最高预示环境（简写为MEE）量值加上一定余量作为航天器振动、噪声和冲击的鉴定性试验条件，验收试验条件为最高预示环境量值。可见，最高预示环境量值的确定是动力学环境试验条件制定的关键环节。在此将对最高预示环境量值的定义、确定方法和过程进行探讨。     

空间环境之火箭探测

一、探空火箭介绍火箭探空技术是指利用火箭进行近地空间环境探测和近地空间资源利用的技术,在近地空间进行探测和科学试验的火箭称为探空火箭。探空火箭是40～300千米高度范围内进行空间原位探测的唯一手段,是高空气球、人造卫星等航天器所不能及的。利用探空火箭能够进行中高层大气、电离层、磁层的     

空间碎片问题的现状和未来

自1957年10月4日前苏联发射世界上第一颗人造地球卫星Spulnik1算起,人类进入太空时代已有50年,从此大约又进行了4500次太空发射。人造航天器大体可分为两类。一类是无人航天器,包括人造地球卫星和各种空间探测器。人Z造地球卫星是一种环绕地球在空间轨道上运行的无人航天器。按用途可分为科学卫星、技术试验卫星和应用卫星,应用卫星直接为国民经济和军事服务,因而用途也最广。在人类发射的人造卫星中,90％以上是应用卫星。应用卫星按其用途又可具体分为空间物理探测卫星、通信卫星、天文卫星、气象卫星、地球资源卫星、侦察卫星、导航卫星、测地卫星等。     

基于CompactRIO的载人航天器外场试验平台设计

针对目前载人航天器外场试验的需要,提出一种基于CompactRIO的小型化试验平台;系统采用可配置的仪器系统进行设计,硬件可模块化配置,能适应外场环境,使用图形化编程软件进行虚拟仪器设计,具备实时性、多任务、可配置的特点,具备数据分析和存储能力,可进行灵活定制、快速开发;分析了外场试验小型化测试平台的优势及关键要素,对试验需求、系统设计、硬件设计、软件设计、使用效果进行说明,对整个系统性能的满足情况进行说明;经验证,该平台可提高外场试验的效率及试验稳定性,可为后续航天器外场试验提供参考。     

空间运输航天器故障诊断系统架构研究

故障诊断技术不仅是提高空间运输航天器的安全性和可靠性的重要手段,而且可以节约航天器整个寿命周期的运行维护成本,因此研究航天器故障诊断技术,特别是处理紧急故障的在轨故障检测和诊断技术是非常必要的。在分析国外航天器故障诊断系统发展趋势的基础上,提出了基于天地一体化设计思想的空间运输航天器故障诊断系统架构,阐明了设计原则,以及具体功能需求。介绍了在轨故障诊断系统和地面故障诊断系统,提出了地面故障诊断系统软件的组件模型构成。地面系统对航天器在轨故障诊断有较强的辅助作用,能有效补充故障分析、诊断、预测、处理能力。给出的系统架构对航天器故障诊断系统研制具有一定的参考价值。     

航天器内部充电效应及典型事例分析

航天器内部充电效应是由空间高能电子诱发的,通常发生在航天器内部以及表面绝缘材料深层,所产生的放电击穿及静电放电脉冲干扰较表面充电更为严重. 对内部充放电的一般规律进行了总结,并就一次典型的航天器异常事件,从异常的时空表现特征及其与高能电子环境扰动的相关性角度进行了深入分析和定量计算,得出了高能电子产生的内部充电引起的卫星异常的结论,为卫星异常诊断提供了范例.     

天基望远镜探测器组件热电制冷系统设计与试验

天基空间望远镜探测器必须采用主动制冷方式以满足其噪声抑制需求.为此,采用热电制冷为核心技术,开展了探测器热电制冷器封装设计、热电制冷器热排散系统设计、热电制冷控制系统设计,并从抑制寄生漏热、降低热电制冷器热排散路径热阻两方面进行了优化,以减小热电制冷器输入功率及辐射散热面积.根据帕尔帖效应、焦耳效应、傅里叶效应,获得了净制冷量、热端散热热阻、热端边界温度等环境特性参数与热电制冷器输入电流、电压、功率等工作特性参数间的关系,并分析了制冷热负荷、热端散热热阻与热电制冷器输入功率间的敏感度.研制了望远镜鉴定产品,并开展了真空热平衡试验.试验结果表明系统设计合理有效,能够将探测器制冷至-75℃温度水平,稳定度可达到±0.2℃.基于环境条件及热电制冷器工作参数等试验数据,对比并修正了热分析模型.研究结果可为类似空间望远镜热电制冷系统的研制提供参考和借鉴.     

从物理学角度看“神舟六号”

 我国载人航天事业起步于20世纪50年代,60年代中国航天人研制出一种三组火箭作为运载工具,将自己的卫星“东方红一号”送上天,70～90年代“长征号”火箭在多次失败和成功中日益成熟。1992年我国确定了“三步走”的载人航天发展战略:第一步研制载人飞船,第二步实现空间交会对接,第三步建立长期有人照料的空间站。1999年11月20日6时30分,中国第一艘载人航天试验飞船“神舟一号”实验成功,于21日3时41分,在内蒙古中部地区成功着陆回收。2001年1月10日1时0分,我国自行研制的“神舟二号”飞船在酒泉卫星发射中心进行载人航天试验,标志着我国航天事业向实现载人飞行迈出了可喜的一步。     

小型热真空试验自动流程控制技术研究

由于当前航天器部件级产品的空间环境试验需求日趋增多,对试验流程控制系统的自动化程度及其对不同试验需求的适应性要求更加严。为提高其自动化水平和灵活适应性,以小型热真空试验系统为需求背景,对其试验流程自动控制需求及适应性条件进行了分析,提出并设计了可适应不同需求及条件下的自动控制方法。该方法易于实现,通过试验系统内各类传感器参数作为基准判据对系统的设备和仪器进行流程控制和可靠性保护,采用相对智能的控制策略实现试验系统对不同试验需求的灵活适应。经过测试验证,该控制方法适应于小型热真空试验流程,具备较强的适应性,自动化程度高,能够大幅度提高小型热真空试验流程自动化水平,满足密集型航天器部件级产品空间环境试验需求。