空间碎片碰撞风险评估系统

为了评估航天器遭遇空间碎片碰撞风险,基于GUI技术自主开发了一套空间碎片碰撞风险评估系统(MODRAS).并以特定轨道航天器为应用实例进行了风险评估,得到了空间碎片通量分布、航天器暴露面积、航天器遭遇的碰撞数等数据.结果表明,航天器遭遇空间碎片碰撞的概率与其运行轨道高度、倾角以及碎片大小等参数有关;改变航天器飞行路线及运行姿态可有效减少空间碎片的碰撞风险.     

网络环境下航天器交会对接系统的鲁棒H_∞滤波

以航天器空间交会对接为背景,探讨了其网络环境下的鲁棒H?滤波问题。基于传统的C-W方程,重新构建网络环境下航天器交会对接系统的数学模型。选取时滞相关Lyapunov函数并结合自由权矩阵处理方法,给出网络化滤波误差系统渐近稳定且满足H?性能的充分条件,进而将滤波器的设计转化为受线性矩阵不等式约束的凸优化求解问题。仿真表明,最劣情况下最优的H?扰动抑制水平达到??1.4142,得到的相对位置和速度估计误差分别为0.07与0.02,证明该算法是可行且有效的。     

方兴未艾的人造小卫星

2013年是发射航天器最多的一年,其中重要的原因是这一年有许多的人造小卫星被送上了太空。     

Study on blind band elimination in jitter estimation

We propose a blind spot elimination method based on an improved layout of CCD in spacecraft jitter estimation. At least three CCDs are required and designed with two pairs of overlapping area and one non-overlapping pair. The two number of lines in space of overlapping pairs are made coprime to minimize the number of common blind spots. The third non-overlapping pair is arranged with the space less than the quotient of the least line frequency and bandwidth. It is used to eliminate the aliasing blind frequencies of the first two overlapping pairs. Experimental results prove the effectiveness of the blind band elimination.     

多模块航天器转移轨道优化设计

轨道动力学是适用于全局优化的众多应用领域之一。着眼于分布式航天器转移轨道优化,提出了所有航天器模块连续地从停泊轨道转移到目标轨道,并同时保持相对位置的方案。最优控制问题已经确定。性能指标的选取标准是在有限的燃料下将总体轨道转移时间降到最低。总体轨道转移时间是包括消除航天器之间在停泊轨道上的相位差耗费时间和所有模块长距离轨道转移时间之和。当选取位置和速度作为状态时,最优问题就是一个非常复杂的最优控制问题。然而,通过给出合适的常值状态参量,上述问题就会转变成静态参数最优问题。最终采用基于Matlab优化工具拟牛顿方法的最优化算法解决了这个参数最优化问题。当初始估计良好的情况下该最优化算法能够迅速收敛。另一方面,轨道动力学推力假设能够获得最初估计值。仿真结果证明了多模块航天器的轨道设计策略是实用的,同时证明该最优化算法是有效的。     

序

半个世纪以来, 航天动力学的研究取得了较为丰硕的成果, 中国航天走出了一条独立自主的发展道路, 先后成功实现了\东方红一号" 卫星、载人航天工程和探月工程三大里程碑的跨越. 2012 年6 月29日, 神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器载人交会对接任务的顺利完成, 标志着我国航天技术水平又向前迈进了一大步. 航天器和运载火箭作为体现航天技术发展的主要载体, 其研制、发射和运行是一项庞大的系统工程, 而动力学分析、设计及试验验证则是航天器和运载火箭研制过程中的重要环节, 动力学建模、分析方法及试验技术的正确合理性直接影响着航天器和运载火箭的设计水平, 甚至决定着航天任务的成败.      

基于DSP的航天器压力变化检漏仪的设计

航天器的密封性能是极其重要的指标之一,利用压力变化方法进行舱体密封性检漏是保障其密封性的重要技术手段;设计研制小型压力变化检漏仪对满足航天器检漏设备小型集成化、高精度的迫切需求是十分重要的;以DSP为数据的核心处理器,分析绝压和差压具有温度补偿方法,设计基于485通信接口实现数字绝压传感器的数据采集,采用250Ω的高精度电阻接入电流环的方法实现差压传感器的信号调理,通过ADS1247高精度24位数模转换器实现差压信号的采集;并采用恒流供电和电阻比测量原理实现对两路热敏电阻温度传感器的测量;各信号经DSP中固化的压力变化检漏算法集中处理,得到被测物体的漏率值,检测结果通过LCD显示。所研制集绝压、差压和温度多参量监测于一体的检漏仪,经过温度、压力、检漏试验等测试,验证了其精度和检漏能力满足要求;研究结果表明：所研制的检漏仪小巧,精度高,可靠性高,可实现压力、温度、漏率等多参量的同时监测,漏率检测的最大相对误差为19.3%,相对不确定度小于2%,可有效地解决航天器泄漏检测的问题。     

如此不同的太空生活

正人类不断超越的自然极限莫过于上天入地,从飞天、奔月的古老传说到近日神舟十号顺利升空,人类古老的愿望一步一步成为现实。在这里让我们一同揭秘真实版的"天庭"太空生活北京时间6月11日17时38分,神舟十号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空,准确进入预定轨道,顺利将3名航天员送入太空。13日16时17分,神舟十号航天员成功开启天宫一号目标飞行器舱门,聂海胜、张晓光、王亚平以漂浮姿态进入天宫一号。入驻"新家"后,航天员在天宫一号目标飞行器中开展空间科学实验和技术试验等活动,开始了他们为期15天的太空生活。柴米油盐酱醋茶——别看宇航员们离开了地球,可他们毕竟不是神仙,吃喝拉撒睡依然是必不可少     

中国探月工程“嫦娥三号”将首次以月基天文望远镜观测天体

我国将于2013年12月实施嫦娥三号探月任务,嫦娥三号作为探月二期工程的主要任务,将实现我国航天器在地外天体首次软着陆,从嫦娥三号着陆器中释放出的月球车,将进行我国首次在月表巡视探测.这是继美国阿波罗计划后人类重返月球的首个月球软着陆探测器."嫦娥三号"执行的任务中有其他国家没有做过的.一是利用"嫦娥三号"就位和巡视的特色,制定了一个特殊的科学目标:"观天,看地、探月".第一,观天,用月基天文望远镜观测天文;第二,看地,用月基极紫外照相机监测地球等离子体层的密度     

Averaging analyses for spacecraft orbital motions around asteroids

This paper summarizes a few cases of spacecraft orbital motion around asteroid for which averaging method can be applied, i.e., when central body rotates slowly, fast, and when a spacecraft is near to the resonant orbits between the spacecraft mean motion and the central body＇s rotation. Averaging conditions for these cases are given. As a major extension, a few classes of near resonant orbits are analyzed by the averaging method. Then some resulted conclusions of these averaging analyses are applied to understand the stabil- ity regions in a numerical experiment. Some stability conclu- sions are obtained. As a typical example, it is shown in detail that near circular 1 ： 2 resonant orbit is always unstable.