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科学网 标签 深空探测 相关日志

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相关日志

深空探测的意见建议
热度 1 x2t6j8 2018-11-3 09:19
深空探测研究是 面向国家战略需求的基础研究之一, 而对近地小行星的探测是深空探测的重要内容之一, 启动近地小行星 软着陆研究,有助于利用 近地小行星的天然航行去 探测火星; 有助于为在不久的将来 开采 近地小行星的珍稀矿产;有助于防止近地小行星撞击地球;有助于落实国家重大战略需求。 对 推动近地小行星的开发利用; 加速航天技术创新;培植深空探测活力;扩展人类的生存和发展空间;助力我国挤身世界 深空探测强国 等方面都 具有重要意义。 启动近地小行星 软着陆研究,是为了顺应和利用 近地小行星天然航行的自然规律,敲开 深空探测的方便之门,去执行更多的深空探测任务。我国的嫦娥二号已近距离探测过图塔蒂斯号 小行星,只需按近地小行星 软着陆的要求,将类似于嫦娥二号的航天器改进为 近地小行星 软着陆 探测器,便可将这种具有软着陆功能的探测器与近地小行星边接近边伴飞, 巧妙 利用 95 %以上的近地小行星重力小、或无重力、有磁性、运动速度慢至每秒约 3 至 10 千米的有利条件。在 探测器与近地小行星伴飞过程中,选择恰当时机调整磁场极性与近地小行星的磁场极性相反,人为造成探测器与近地小行星相互吸引实施 软着陆 , 着陆时 探测器的 着陆面采用叉状弹簧减震,或采用磁场间歇调节的同性相斥以减缓着陆冲力,达到 探测器 缓缓降落在近地小行星上 。该软着陆法可避免“隼乌”号探测器历经几次调姿才着陆成功,险些未沾着“糸川”小行星;也可避免“菲莱” 号着陆器撞入“ 67P ”彗星时,反弹高达一公里,险些摔坏仪器的风险。 若 探测器对 近地小行星 软着陆成功,等于迈进了 深空探测的方便之门。 有利于开发利用 近地小行星 天然资源;有利于发现和筛选长 8 至 70 米,宽 3 至 20 米的适于远航的近地小行星,借这些近地小行星的天然航行,去实施我国的 深空探测发展战略。而在具体操作中,且每实施一项都应待研制的 探测器性能合格后才能执行,即 成熟一项实施一项, 稳扎稳打逐步推进。 经研究在软着陆的基础上逐步实施的方案依次为:探测器在 近地小行星上 软着陆之后 ,应保持 探测器与 近地小行星的磁场异性相吸,使探测器牢牢粘在近地小行星表面防止漂浮。这时探测器即可用叉状腿和轮交替移动到合适位置,在近地小行星的尾部安装像飞机那样用于转变方向的尾翼,用于有太阳风流动空间调控尾翼改变近地小行星运动方向;而 探测器与 近地小行星若进入无太阳风空间,则将 探测 器发动机点火,驱动近地小行星改变方向。待各项技术成熟,即可发射载人探测器登陆 近地小行星,由航天员通过对探测 器的操控, 驾驶近地小行星的运动 ,这是 借近地小行星的天然航行去执行 深空探测任务,是否能够成功的关键 。 到了航天员操纵探测 器 驾驶近地小行星的那一天 ,即可 借近地小行星的天然航行,去探测火星、木卫三;可探明近地小行星的矿产,为开发某些近地小行星的珍稀矿产做准备;可操控有可能撞击地球的 近地小行星离开地球而去,避免再发生 6500 万年前那样的灾难。待今后 技术成熟,探测器可自取小行星的物质补充自身部分消耗,助力深空探测。比如:探测器可自动将冰融化水净化后供航天员饮用;将水电解的氧气补充密封仓耗氧;将水电解的氢气处理成发动机燃料,补充探测器远航的燃料需求。 国外从 1959 年苏联探月开始, 对 深空探测的势头一直强劲不衰 ,先 后有几个国家分别向月球、各大行星、甚至部分小行星及彗星发射了各式探测器,有的分别以 逼近飞行、绕转飞行、硬着陆、软着陆、载人飞行,有的还自动照相、自动测量、采样带回等等。 俄 美两国的火星探测兴趣一直很浓,但因火星距离太远,大型 探测器前往火星受到限制,美国已经开始考虑借 小行星的天然航行去探测火星及其它空间活动 。比如:前不久美国宣布实施 “小行星重定向任务” , 先 利用无人航天器从一颗较大的小行星表面采集一块巨石,然后将其挪至月球附近供宇航员采样研究。此计划于2019年决定选择哪颗小行星为目标,2020年12月发射无人航天器。抵达目标后,航天器将在小行星的“晕轨道”上绕转一年左右,选择并利用机械臂采集一块直径4米的巨石,然后将其推入到稳定的绕月轨道上。2025年,两名宇航员将乘坐“猎户座”飞船,前往探索这块巨石。他们以此开启太空飞行的新时代,为在2030年前后实现载人登陆火星,正积极筹划“小行星重定向任务”。 可见,美国尚未研究出利用 探测器与 小行星磁场异性相吸实施软着陆的方案,而他们采用航天器抓取小行星的巨石,将其挪至月球附近有违天体运行规律,势必更难。在此关头,我国 启动近地小行星 软着陆研究,只要软着陆取得成功,我国的深空探测就迈出了关键性的一步,将 助推我国挤身世界深空探测强国。
个人分类: 空间开发|11254 次阅读|2 个评论
如流星划过土星的天际 —— Cassini 昨日谢幕
等离子体科学 2017-9-16 13:46
昨日,星际飞船 Cassini(卡西尼)高速掠过土星大气层,绚丽燃烧如流星划过天际。。。 2004年,宇航学会深空探测专业委员会在哈工大开成立大会。会议期间,卡西尼的探测器 Huygens(惠更斯)开启对 Titan(土卫六;土星最大卫星,与 Titanic 号一样,以希腊神话巨人 Titan 命名)的探测之旅。这应该是人类历史上第一次真正意思上的深空探测(月球毕竟近)。从那次会我也在空间科学的意义上与哈工大结缘。 土星光环的卫星探测研究也开启了一个新的研究领域:尘埃等离子体物理。我有幸参与了其早期研究。今天尘埃等离子体物理研究也在回归空间科学和行星科学的领域。 历史悄然流逝,唯有英名长存。。。 转发: 20年,它的心跳,停止在那一秒..... https://mp.weixin.qq.com/s/jYNQuZN_alMIUHs32jyOMA
个人分类: 燕园夜话|5281 次阅读|0 个评论
深空探测器接近段递归自适应滤波方法研究|《中国科学:信息科学》
sciencepress 2017-6-2 16:18
深空探测 是继卫星应用、载人航天之后航天技术发展的重要方向, 也是一个国家综合国力的重要标志。目前深空探测器主要靠地球上的深空测控网进行遥测遥控。由于深空探测器距地球遥远、飞行速度快、运行时间长,地面测控在导航精度、实时性、覆盖性、可靠性等诸多均方面受到限制,因此自主导航已经成为国际上深空探测领域的重要研究方向。天文导航作为一种完全自主的导航方式已经被应用于深空一号 、 深度撞击等深空探测任务中,是深空探测器自主导航的研究热点之一。 深空探测器从发射到入轨,要经历发射段、转移段、捕获段等多个阶段,而捕获段是其中至关重要的阶段。其导航精度和可靠性直接决定整个任务的成败。由于在捕获段,目标天体星历误差,质心提取误差等引起的量测误差随深空探测器与目标天体距离的快速变化而呈现时变特性,且误差统计特性难以确定,因此会导致深空探测器天文导航滤波器精度下降甚至发散。 针对上述深空探测器捕获段天文导航量测模型噪声时变带来的精度下降问题,论文“ Recursive adaptive filter using current innovation for celestialnavigation during the Mars approach phase ” ( SCIENCE CHINA Information sciences 2017 第 3 期 ) 提出了一种基于当前时刻的新息来调节量测噪声误差方差阵( R )的递归自适应滤波方法。该方法通过将当前时刻的状态视为上一时刻的状态一步预测值和量测量的函数,利用最小二乘估计得到当前时刻状态的加权最小二乘估计值,进而根据贝叶斯理论得到基于当前时刻新息的调节因子值。 该文以 1997 年 NASA 发射的探路者号探测器轨道为例,对所提自适应滤波方法进行了仿真分析,仿真结果表明深空探测器在捕获段的位置误差为 4km ,速度误差为 0.65m/s 可以满足捕获段的任务要求。此外,该文还将所提方法与传统的 UKF , Sage-Husa 滤波,利用新息序列的自适应滤波方法的仿真结果进行了比较,结果显示与传统 UKF 相比,所提自适应滤波方法的位置精度提高 15% ;与 Sage-Husa 滤波结果相比,位置精度提高 6% ;与估计窗口值为 100 的利用新息序列的自适应滤波方法相比,位置精度提高 10% ,这表明在仅利用当前时刻的新息数据的基础上所提方法能有效抑制量测模型噪声时变对导航结果的影响。 该研究得到了国家自然基金( 61233005 , 6150303 ),国家 973 计划项目( 2014CB744202 )的支持。 更多详情请阅原文: Ning X, Li Z, Wu W, et al. Recursiveadaptive filter using current innovation for celestial navigation during theMars approach phase . SCIENCE CHINA. Information sciences. 2017, 60. 032205. doi:10.1007/s11432-016-0405-2 http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SCIS/doi/10.1007/s11432-016-0405-2?slug=abstract
个人分类: 《中国科学》论文|2901 次阅读|0 个评论
深空探测与开发
x2t6j8 2014-8-10 10:20
地球孕育着我们人类,但是我们人类不能永远呆在孕育自己的摇篮里,人类应当为自己寻求更广阔的发展空间,去实现人类最美好的理想接力!为发现更多疆域辽阔、环境舒适的人类生存场所,勇敢地到深空中去!到人类未知的其他星球上去! 自古以来,人类对深空就怀有强烈的好奇心和勇往直前的探索精神。从 1957 年 10 月 4 日,苏联的第一颗人造地球卫星上天开始,人类正一步一步的迈向深空。 深空探测与开发是指人类到地球的引力场之外进行的探测与开发。随着航天技术的飞速发展,世界上几个航天大国对深空的探测热情与开发欲望逐年升温, 我国的深空探测起步稍晚,但步伐迈得坚实。我国的嫦 娥一号探测 了月球,嫦 娥二号探测 月球后 到达拉格郎日L2点,又对“图塔蒂斯”号小行星进行近距离探测,并继续向深空进发,有可能到达距地球一亿千米的远空。 嫦 娥三号在月面软着陆,与月球车相互拍照。今后, 嫦 娥四号将从月球取样返回地球。 嫦 娥五号将携月宫一号登月及宇航员驻月,建立我国的月球基地。 世界上几个航天大国的深空探测活动涉及领域较多: 苏联从1959年开始,先后发射月球探测卫星24颗,实现了环月飞行、拍摄图片、月面着陆。其中“月球”9号和“月球”16号两颗卫星分别在月面软着陆,放置了月球车,考察了月面,还分析了月面土壤成份。 从1961年开始,苏联对金星进行探测,获知金星既热又干燥,没有生命迹象。金星大气由二氧化碳和氮气构成,含有少量水蒸气、酸、重金属。地表多为岩石,到处都是火山、熔岩平原、山脉和环型山。 苏联还对火星进行了探测,发现火星是一个贫瘠、荒凉、布满环型山,时常有猛烈的沙尘暴,氧气很少,没有液态水的世界。1986年,苏联还探测了哈雷彗星。苏联解体后,俄罗斯继续空间探测。最近, 俄罗斯航天局副局长沙维利耶夫说,俄罗斯准备在2016年和2018年进行火星探测,寻找火星上的 生命 迹象。此外,他表示:俄罗斯还将 探测 金星和木星。 美国的深空探测活动最多:从1962年开始,美国发射了10颗“水手” 号卫星,“水手” 2 号卫星探测金星,获知金星表面温度高达482摄氏度。 “水手” 10 号探测水星,发现水星表面的多岩石山脉地貌。 美国对火星探测热情很高,从开始“水手” 6 号和“水手” 7 号探测火星,没有发现火星上有生命迹象起,一直到最近“好奇” 号火星车对火星的探测,该火星车在火星表面行动灵活,获取了大量的火星第一手资料。 美国的阿波罗航天器几次登月,其中1969年7月20日,美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗走出阿波罗航天器登月舱,踏上月球表面,他说:“对于我个人来说,这是一小步,对于人类来说,这是一次巨大飞跃。” 美国还先后发射了 “伽利略” 号;“卡西尼” 号等 行星探测卫星,获知小行星“伊达” 有一颗卫星“达克提尔” 绕转;拍摄到木星气态表面及大气旋涡,看到了木星也有光环,看到了木星的卫星很多及木卫一上的火山频发;拍摄到土星环的美景,看到土星有23颗卫星,看到了土卫六与地球有点相似,看到了土卫六的液态氮海洋,还看到了土卫六南极上空的甲烷云;拍摄到天王星的气态表面,发现天王星躺着自转;拍摄到海王星的气态表面呈蓝色,发现海王星有五条光环,八颗卫星。 美国探测到小行星富含珍稀矿产,铁、镍含量高,有的小行星含金量高达80% 。具有诱人的开发远景,因此美国有人正在积极准备开发小行星,想采用标箭法穿刺 小行星着陆,想尽多种办法实施小行星软着陆。用航天飞机运送小行星的铁、镍、金等矿产回地球。 欧洲空间局除积极参与美国的深空探测活动外。1986年发射“乔托” 号卫星探测了哈雷彗星,积极参与了国际空间站的物资运输补给,还探测研究系外行星,同时准备近年登陆火星。 印度的航天实力相当强,他的探测火星的航天卫星正在飞往火星的征途之中…… 日本1996年即参与国际空间站物质运送飞行,为深空探测积极做准备。日本的隼鸟号小行星探测器于2005年11月25日登陆糸川小行星采集样品,又于2010年6月13日深夜返回地球将样品带回。 从以上简单列举的深空探测事实看:世界上几个航天大国,为了扩展人类生存和发展空间;为了开发 小行星 珍稀矿产资源;正在克服重重困难,勇往直前的到深空中去探测! 深空探测的美好远景和重大科学意义正在向我们招手,为了实现我国持久发展战略,让我们携手为人类深空探测事业献力!
个人分类: 空间开发|3439 次阅读|2 个评论
NASA 深空探测任务及通信系统简介
热度 6 ailiyakong 2013-9-21 09:06
介绍 NASA 已开展的深空探测任务。 首先指标性的东西就不讲了,主要对探测任务、型号、系统组成的做介绍,首先简单介绍下深空通信的环境、通信系统设计的功能和关键问题;最后重点介绍 NASA 的探测任务。 1. 空间通信环境 及关键因素 深空环境下探测器之间的通信环境十分恶劣且复杂,有一些与近地轨道通信完全不同的特点。例如,月球上的温度最低可达 -183 ℃,最高可达 127 ℃,火星的最低温度为 -132 ℃,木星 -110 ℃。 地形上与地球环境也存在巨大差别,例如月球的半径仅为地球的 0.27 ,较大的月球曲率,对电波的直线传播距离是一个限制;月球周围没有大气层的覆盖,电波在传播过程中不会因大气的折射发生弯曲,因此,不必考虑月球半径的等效因子;没有大气层覆盖的月表视距传播环境接近真空电波传输环境;实际的月表无线通信,由于收发两端的天线比较低,而且着陆区可能会存在一些岩石等物体,月表还会存在电波的反射等等。上述这些特殊的环境因素将对深空探测和通信产生重要影响,此外还要受到太阳活动(如太阳风、日冕)、宇宙背景噪声、热体噪声等因素的影响 通信,在任何空间探测任务中都是至关重要的功能,起着支配性的作用。探测器一旦发射,探测器与地球之间的唯一联系就是通信系统。该系统以设计的误码率(可靠性、质量)和比特率(有效性、速度)负责向地面站传回科学探测数据、报告探测器的状态信息;同时发射控制命令以跟踪探测器,并控制探测器执行相应的操作。如果没有可靠有效的通信系统,任何一个成功的深空探测任务都是不可想象的。 设计深空通信系统时,距离、重量、可靠性是需考虑的关键因素。 Ø 在设计深空探测的通信系统时,一个必须考虑的重要因素是遥远的传输距离。以旅行者探测器为例,现在该探测器距地球有 10 亿公里远,比最远的通信卫星还要远数千倍的距离,现在仍向地球传回数据并接受地面站的遥控。 Ø 通信系统的设计者来说,减少探测器的重量业是一个非常重要的问题。若考虑到能源供应、天线、以及其他必要设备和支持单元,探测器重量的深远影响就越发重要。 Ø 探测器通信系统的另一个重要挑战是有极其高的可靠性要求。一旦探测器发射,探测器上的设备若失效则无法修理,除非使用冗余设备(备份设备)。由于老化导致的设备退化、天线指向的不准确、轨迹的偏离虽然是可以预测的,但是设计者要能知道或者预测到老化的程度以便设计系统、工作方式、以及相应的数据分析操作流程。通信系统设计是工程领域中最精确、最先进的工作。 2. 火星探测系列 火星科学实验室 火星科学实验室(Mars Science Laboratory, MSL )任务旨在火星表面建立一个可移动的科学实验室,用于分析火星表面生物特性、研究火星地理特征演化过程以及辐射频谱特性,并用于火星表面勘测。 火星科学实验室将于美国东部时间 2011 年 11 月 25 日 10 点 25 分(北京时间 11 月 25 日 23 点 25 分)在卡纳维拉尔角空军基地发射,已于 2012 年 8 月 6 日 05:31 抵达火星。 MSL 任务共分为四个主要阶段,如 表1.1 所示。 表1.1 MSL 主要阶段任务 发射后,在开始获取信息的任务阶段, X 波段将用于 TCM 、所有的巡航、一些 EDL 以及地表通信。中等增益天线被用于中程或近程漫游时的通信系统。 表1.2 中所示为 MGA 射频特征参数。发射低通滤波去 RF 参数如 表1.3 所示;着陆高增益天线 RF 特征参数如 表1.4 所示。 表1.2 MGA RF 特征参数 表1.3发射滤波器 RF 特征参数 表1.4 着陆 HGA RF 特征参数 火星勘测轨道器 火星勘测轨道器 (Mars Reconnaissance Orbiter, MRO) 是美国国家航空航天局的 2005 年火星探测计划之一。该计划的目的是将一颗侦察卫星送往火星,以实现对火星进行高分辨率详细考察,并且为今后的火星地表任务寻找适合的登陆地点,同时为这些任务提供高速的数据传递功能。 火星勘测轨道器于 2005 年 8 月 12 日发射升空。它重约 2.1 吨,是美宇航局近 30 年来(截止到 2006 年)发射的最大、最复杂的火星探测飞船。它装载了 6 台主要的新型科学仪器,其探测和数据传输能力是以往火星探测器总和的 10 倍。 火星勘测轨道器的主要任务包括三个方面:首先,是深入了解火星气候、火星表面演变历程以及水在这一历程中的作用;其次,是寻找曾经适应生命活动、甚至现在也可能有生命的水环境;第三,寻找未来人类登陆火星的地点。 该系统中低增益天线( LGA )和高增益天线( HGA )的链路参数如 表1.5 所示。 表1.5 LGA 和 HGA 的天线链路参数 MRO发射机上携带2个具有相同功能的小型深空发射机(SDSTs),且每次仅有一个工作。 SDST负责跟踪上行链路的载波,从载波中解调指令,产生下行链路载波(可与上行链路频率相干或不相干),采用卷积编码,可产生不同的副载波频率,将遥测信号调制在副载波或直接调制在下行链路的载波,解调或调制转发测距信号,生成差分单向测距(DOR)信号。 MRO通信子系统中含有 3 个射频放大器, 2 个工作在 X 波段(每次仅有一个启用), 1 个工作在 Ka 波段。计划中 TWTA PF (射频行波管放大器)在 X 波段的输出功率为 100W (发射前实测 102W ),在 Ka 波段的输出功率为 35W (实测 31W )。每个行波管放大器( TWTA )都由两个主要部分:高压电源( high-voltage power supply, HVPS )和行波管,高压电源也称为电子功率变换器( electronic power converter, EPC )。 双工器是一个无源器件,用于路由同时出现在天线上的, X 波段的发射与接收信号。双工器有三个端口:天线端、接收端和发射端。接收端和发射端的隔离确保了发射信号与接收信号在子系统中自相干扰。此外,双工器还能对发射信号的谐波进行有效的衰减。接收端的通频带中心频率是 7.183GHz ,允许天线所接收的上行链路信号通过,到达接收端。发射端的通频带中心频率是 8.139GHz ,允许行波管放大器输出的 X 波段信号通过,到达天线端口。 MRO 上所装载的 Electra 应答机是火星通信网络中的一个中继节点,为科学任务和工程数据的高速率传输提供了保证。 Electra 是 NASA 为航天任务开发的第一个可编程软件无线电接收机,目前适用于抑制载波和残留载波情况下的数字二相相移键控( BPSK )调制。该接收机设计得能够在 1kbps ~1Mbps 宽的数据速率范围内工作,对于导航多普勒跟踪能力必须适应高达 20kHz 的频率不确定性。 除了有 16 个预设信道外, MRO 的 Electra 收发机具有在整个 390MH~150MHz 频段调整接收和发射频率的功能。因此,在该频带内的任何频率对组合都是可能的。在半双工的工作模式下,任何频率的配对都能正常的工作。在全双工的操作中,发射频率必须选择在 135MHz~150MHz 的范围内,接收频率必须选择在 390MHz~105MHz 的范围内。 Electra 没有内部时钟,其功能如 表1.6 所示: 表1.6 MRO/Electra 的模式功能和性能 Electra 收发机数字部分的功能如图 1.1。根据可编程特点,其主要数字部分(接收机和数字调制器)可分为可编程数字接收机前端处理单元、数据解调器和可编程数字调制器等部分。其中, Electra 接收机的前端处理单元又可细分为自动增益控制( AGC )、模 - 数转换器( ADC )和数字下变频器 / 抽取器;解调过程中的多种可编程单元包括频率捕获和载波恢复环,用于多普勒频率提取和符号时钟恢复。 图1.1 Electra收发机结构框图 火星探测漫游者 火星探测漫游者( Mars Exploration Rover, MER )是 美国国家航空航天局 的 2003 年 火星探测 计划。这项计划的主要目的是将 勇气号 ( Spirit, MER-A )和 机遇号 ( Opportunity, MER-B )两辆火星车送往 火星 ,任务目标是在岩石和土壤中搜寻水资源的线索。 MER 飞行阶段的主要通信任务分为以下三个阶段: (1) 巡航阶段:通过 X 波段上、下行链路与 DSN 跟踪基站进行通信; (2) EDL (进入、下降、着陆)阶段:抛弃巡航平台, MER 着陆器通过 X 波段下行链路与 DSN 通信,同时初始化与火星全球探勘者号轨道器之间的返回链路; (3) 地面阶段:着陆器打开并释放漫游者,漫游者将在数个火星日之后驶离。漫游者既可与 DSN 通信,也可与火星全球探勘者号 (MGS) 轨道器、 2001 火星奥赛号 (ODY) 轨道器、欧空局火星快车号 (MEX) 轨道器进行通信。 注意 MER 既可以与深空网通信( DSN ),也可以与 MGS/ODY/MEX 通信,因此有必要介绍下 MER 在各阶段是如何通信的。 漫游者上的通信由 X 波段收发机( SDST )、固态功率放大器( SSPA )和 UHF 收发机实现。 (1) 巡航阶段: SDST 通过巡航器的低增益天线或中等增益天线进行通信; (2) EDL 阶段: X 波段系统通过整流罩上低增益天线向所期望的方向发射 MPSK 信号。着陆器一旦被分离出来,着陆器则开始利用漫游者上的低增益天线发射信号。同时,当着陆器到达地面时,挂载在底面的瓣状低增益天线也开始工作。漫游者每分钟在 RLGA 和 PLGA 间进行一次切换,以保证信号能被地球基站接收到。 (3) 地面任务阶段: X 波段收发机通过高增益天线或 RLGA 进行通信。采用 RLGA 时,漫游者的接收遥控指令的最低速率为 7.8125 bps ,传输遥测数据的最低速率为 10 bps 。而采用 HGA 时,根据地火距离,遥控指令的最高速率可达 2 kbps ,遥测数据的最高速率可达 28.8 kbps 。 通信子系统可实现以下功能: (1) 接收来自 DSN 的 X 波段上行链路载波,该载中的遥控指令或测距信号可以是调制信号也可以是未调制信号; (2) 解调遥控指令和测距信号; (3) 辅助晶体振荡器根据上行链路载波频率和上下行链路载波频率转发比 880/719 产生 X 波段下行载波; (4) 对以下信号进行相位调制: 1) 包含 25 kHz 或 375 kHz 方波子载波的相反遥测信号,即:对航电子系统数据进行 BPSK 调制; 2) 导航调制:巡航阶段,从上行链路中解调出来的测距信号; SDST DOR 模块产生的一系列未调制信号。 (5) 允许遥控指令控制子系统选择信号通路和子系统的操作模式。该操作可以是通过地面基站直接控制,也可以是利用飞行器中预先装载的控制序列; (6) 提供状态遥测数据,便于监控子系统的操作状态; (7) 提供 RF 收发机的开关电源功能,用以节省电量; (8) 提供一个单向、明确的电源复位系统操作模式。在此状态下,地面站可在安全模式器间控制通信子系统。 UHF 通信系统 除了 X 波段系统, UHF 同样也用于 EDL 阶段,特别是在着陆器分离时。随着着陆器分离,下降的 UHF 天线展开,以 8 kbps 的速度通信向 MGS 传输工程遥测数据,随即通过中继转向地球基站。 在地面阶段, UHF 系统工作在中继模式,通过奥赛德和 MGS 轨道器中继系统传输信息。漫游者上采用 CMC 电子收发机的 UHF 系统,它与奥赛德上的收发机完全兼容。系统在传输、接收时的无线速率可达 8 、 32 、 128 或 256 kbps 。 UHF 收发机是 UHF 子系统的核心,它由 CMC 辛辛那提电子制造。相对于奥赛德号, MER 收发机的发射、接收频率与它的接收、发射频率相反,所以 MER 的收发机与 MGS 、奥赛德相兼容。 火星环球探测器 火星环球探测器是火星探测项目的一部分。该项目着重了解火星上的气候状况,确定火星是否产生过生命起源之前的化合物和生命,以及人类在探测到火星表面时能否识别有用的资源。关键目标是确定水资源的位置和状态。本项目的任务就是从轨道、火星表面及返回的样品中进行测量。火星环球探测器代表本项目主轨道的组成部分,总体上是为了收集大气、火星表面及内部动力学特征方面的信息。这些观察原计划在 1998 年开始,并持续一个火星年,一直持续到现在。该通信系统有以下几个组成部分: (1) 高增益天线(HGA); (2) 低增益天线(LGA); (3) 命令探测器单元(CDU); (4) 行波管功率放大器(TWTA); (5) 超稳定振荡器(USO); (6) Ka波段链路实验(KaBLE); 3. 木星探测 伽利略号 伽利略航天器是1989年通过航天飞机亚特兰蒂斯发射的,它的主要任务是研究木星系统。1991年10月,在巡航阶段的任务,伽利略飞船传来第一张小行星(Gaspra)的特写照片。在1991年7月,在巡航过程中,伽利略被用来观察碰撞的碎片与木星苏梅克-列维9号彗星。伽利略号的主要任务包括: (1) 穿过木星大气层,返回一个 “ 木星天气报告 ” ,包括木星的温度、压力、风、云和闪电的组成; (2) 初始轨道飞行器飞越木星卫星 Io 和通过 Io 圆环 ; (3) 进入木星轨道 (JOI) ; 伽利略航天器的通信系统由四个硬件子系统组成: (1) 射频子系统 (RFS) ; (2) 调制解调子系统 (MDS) ; (3) S-X 波段天线 (SXA) 子系统; (4) S-X 波段下变频器 (XSDC) 。、 伽利略通信系统为探测器提供:(a)上行载波跟踪和下行载波生成,(b)命令检测,(c)遥测编码和调制和,(d)放射通信与深空网络(DSN)。伽利略最初计划通过德国空间操作中心以及那些DSN的地面站来提供。在主要任务完成期间,天线阵列包括派克天线由澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)操作和控制。 调制解调系统(MDS)包括2个遥测调制单元(TMU)和2个命令检测单元(CDU),这当中的一个CDU和TMU在一个时间内驱动,CDU负责检测(解调)命令数据的上行解码,TMU负责调制数据的下行传输。关键功能在CDU和TMU都有的一个很大数量的硬件和交叉捆绑的射频子系统当中。这两个CDU和TMU彼此之间是相同的。TMU和射频子系统励磁机完全交叉捆绑。同样的,CDU和射频系统接受机也是交叉捆绑的,TMU接收两个串行数据流从命令数据系统。TMU可以在22.5khz至360khz调节低位流或高速信号流的振荡器。TMU- B可以提供特征信号流至励磁机(TDRSS模式)。 朱诺号 朱诺( Juno )项目的主要任务是在木星极地轨道上装备一系列特殊的科学仪器,如远程传感、重力测量等,以掌握木星内部、大气和极地磁气圈等方面的特征,从而了解木星的起源与演变。朱诺号通信系统工作在 X 波段,进行双向通信、两路跟踪以及一路测距,同时也包括用于木星重力测量的 Ka 波段双向载波跟踪。 朱诺号通信系统大部分工作在 DSN channel-6 的 X 波段, Ka 波段在 channel-5 。通信系统中 X 波段部分主要功能如下: (1) 从 DSM 接收 X 波段上行链路载波; (2) 产生 X 波段下行链路载波,转发比为 880/719 ; (3) 对下行链路载波进行相位调制; (4) 审核系统中的命令,如信号路径选择指令、系统工作模式等; (5) 为监控系统运行状态提供状态遥测技术; (6) 为 RF 发射机提供开关指令; (7) 漫游过程中使用的天线 FGLA 、 ALGA 、 MGA 、 HGA 和 TLGA ; (8) DSM 、 JOI 及 PRM 均使用 HGA 发射至 MGA 再到 TLGA ; (9) 在轨时,标定天线为 HGA 。 朱诺号有两个不同类型的小型深空应答机( SDST )。 SDST 有四个模块构成:数字处理模块( DPM )、下变频模块、电源转换模块和激励模块。 DPM 主要为卷积编码、想激励器产生 X 波段基带遥测和测距信号以及将模拟信号转换输出到下变频器等功能服务。 下变频模块将从地面站接收到的 7.153GHz RF 信号转变成中频( IF )信号,频率为四分之三的 F1 。在 SDST 术语中, F1 是指源自于上行和下行链路的基础频率。例如, X 波段下行链路频率是 880 倍 F1 ,上行链路是 719 倍 F1 。对于朱诺号来说, F1 大约是 9.55MHz 。压控振荡器的输出在 8 倍 F1 。这些信号将通过三个信道:指令信道、载波信道(用于上行载波跟踪)和测距信道朱诺号上共有 5 中通信天线,分别为高增益天线( HGA )、中等增益天线( MGA )、环形低增益天线( LGA )以及上行( FLGA )和后向( ALGA )低增益天线。 朱诺号工作频段为 X 波段,通信系统接收频率为 7153.065585MHz ,发射频率为 8101.135802MHz 。 SDST 接收功能指标参数如表 1.7 所示。 表 1.7 SDST 接收功能指标参数 SDST 接收参数 功能要求接收信号最大功率-70 dBm (满足性能指标) +10 dBm (无损耗) 载波环路门限带宽20±2 Hz (最大带宽 120Hz ,信噪比 100dB ) 50 ±5 Hz (接收机门限) 噪声< 3.2 dB , 25 ℃ 载波跟踪门限-157.7 dBm (典型环境) -155.0 dBm (最差情况) 指令速率7.8125-1000 bps ( SDST 容量) 7.8125-2000 bps (运行时) 遥测调制指数0-135 ° 4. 其他星际探测 深度撞击号 “深度撞击”号(Deep Impact Flyby and Impactor)的目的是通过坦普尔 1 号彗星上的撞击坑来探索其内部结构。 SDST 为深度撞击号飞越探测器和 NASA 的深空网络提供遥控、遥测接口。飞越探测器上的两个 SDST 都工作在 DSN 的 29 信道,其上行链路中心频率为 7179.650161 ,下行链路中心频率为 8135.370371 。 SDST 是飞行器天线和 CCH 之间的功能接口。 X 波段上行链路信号由天线子系统接收,通过同轴传输开关和其他微波元件发送到 SDST 接收机。然后,接收机通过锁相环捕获、跟踪上行链路载波,并产生一个和上行链路载波相位相干的压控振荡信号。利用锁相环解调,将测距、测控信号从复合上行链路信号中解调出来。之后,测距信号被送到转发测距信道用于下行链路调制。而测控子载波经过解调,将控制命令送到位同步器进行数据抽取。 当相干下行链路传输使能打开,且 SDST 接收机已锁定地面基站上行链路载波时,激励器利用接收机压控振荡器频率获得 X 波段下行链路载波。若相干无法实现或是接收机无法锁定载波,下行链路载波则由辅助振荡器代替生成。 飞行器遥测子系统产生飞行器遥测信号,其中的混合遥测信号与转发测距信号或 DOR 将被一起调制到下行链路载波上。飞行器遥测数据在 SDST 中进行卷积或曼彻斯特编码,并将相位直接调制到 X 波段下行链路载波上。 发射机采用通信协议实现快速信号捕获。首先在数字数据传输前 0.5 s 发送一个未调制的载波前同步码;在载波前同步码期间,接收机振荡器锁定载波频率;然后数字 QPSK 解调器相位锁定到载波。最差条件下接收机捕获总时间:速率为 16 kbps (通常 16 s ),若载波频偏少于± 12 kHz ,则少于 8 分钟;速率为 61 kbps (通常 8 s ),若载波频偏少于± 50 kHz ,则少于 2 分钟。 深空 -1 号 深空 -1 及其扩展任务是在 1998年10月21日开始的。DS1的主要任务用于验证12个新技术。DS1收集了大量的科学数据,科学照相机仪器记录了火星、木星和选定行星的图片和光谱。 DS1通信系统提供了X 波段 上行线路和X/Ka 波段下行线路功能,可以通过 DSN处理所有DS1航天器与任务操作相关的射频通信。通信系统接收和解调上行指令,不管用X 波段 、 Ka 波段下行线路或两者同时来传送科学和工程遥测数据 ,并提供使用X 波段 上行线路和X或Ka 波段 的下行线路的连贯的双向多普勒和测距功能。 SDST为航空电子系统综合电子模块(IEM)提供检测命令解码和一位锁/解锁指示器。IEM可以发送一个上电复位(POR)信号到SDST以激活继电器中断从SDST的航天器能源,持续3s , 然后恢复供电。SDST从IEM收到一个串行的遥测数据位流和一个时钟信号。 输入从SDST X 波段 励磁机获得的输入到XPA的射频功率数量是建立在“测试选择”(SIT)衰减器上的。同样,一个SIT衰减器建立KaPA的输入功率水平。一个6dB 被动耦合器连接这两个 z轴的LGAs , 当“LGAZs”选择在X 波段 ,LGAZ +和LGAZ—都同时工作。这意味着(下行)LGAZs被选中时两个天线射频能量辐射出去, 6 分贝耦合器发送LGAZ-能量的25%。 HGA比任何已有的LGA拥有一个更大的瞄准线增益,但也是一个更窄的模式。当飞船X轴可以保持在与接地线6度之内时,选择HGA(它比XLGA高15分贝的增益)。否则,该航天器命令或测序操作符合LGAX(符合+X轴)或系统的LGAZ+和LGAZ-(分别符合+z和-z轴, ) 。这三个LGA都有相同的模式的增益作为从瞄准线获得的角度的功能。因为SDST和每个天线不同的电路之间的损失, LGAZ+ 有一个有效的约低于LGAX 1.5dB的增益, LGAZ— 有低于LGAX大约7dB的增益。
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美国离子推进系统连续工作5年半创纪录
xiaguangqing 2013-7-17 09:25
   美国宇航局研制的先进离子推进火箭发动机可用于进行深空探索任务。这台发动机已经连续运转5年半,创造了一项新的世界纪录。它的测试时间是所有太空推进系统验证计划中最长的。   这台发动机已经连续运转了超过4.8万个小时。它是一种太阳能 电推进器 ,利用航天器的太阳能电池板产生的电量加速氙推进剂,速度可达到每小时9万英里(约合每小时14万公里)。   这种太阳能 电推进器 利用 电磁场 加速氙离子产生 推力 ,所用能量由太阳能电池板提供。这种发动机虽然所能产生的 推力 无法与化学燃料火箭相提并论,但由于效率更高,更适于深空探索任务。   新浪科技讯 北京时间7月2日消息,据国外媒体报道,美国宇航局的先进离子推进火箭发动机已经连续运转5年半之久,就此创造一项新的世界纪录。这台发动机是迄今为止所有太空推进系统验证计划中测试时间最长的。它是一种太阳能 电推进器 ,可应用于一系列科学研究领域,其中就包括深空探索任务。   目前,美国宇航局正在克利夫兰的格伦研究中心实施进化 氙气推进器计划(以下简称NEXT,NASA Evolutionary Xenon Thruster (NEXT) ion thruster) , 研制这种推进器便是其中的一部分。NEXT计划旨在研制新一代 电推进 系统,包括功率处理、推进剂管理和其他组件。凭借连续运转超过4.8万个小时,这台发动机创造了一项新纪录。不久后,这项已经持续数年的测试便将画上一个句号。   NEXT项目首席研究员迈克尔-帕特森表示:“我们将在这个月底主动终止这项测试。这台推进器一直满负荷运转,寿命和性能已经超出了所有预想中的科学任务的要求。”这种高效发动机是进行深空探索任务的完美之选。它是一种太阳能 电推进器 ,利用航天器的太阳能电池板产生的电量加速氙推进剂,速度可达到每小时9万英里(约合每小时14万公里)。这种推进方式的效能远远超过传统的化学燃料火箭发动机。   在格伦研究中心的一个真空测试室进行的 寿命 测试过程中,这台发动机消耗了大约870公斤氙推进剂。这一数量听起来似乎很多,但所产生的总冲量却相当于1万多公斤常规火箭推进剂。这台接受测试的发动机的核心电离室在格伦研究中心制造,离子加速 系统 由加利福尼亚州的航空喷气发动机-洛克达因公司设计制造。   洛克达因公司高级太空计划部门副总裁朱利-范-科莱克表示:“美国宇航局研制了新一代大功率大阳能 电推进 系统,将提高我们国家未来实施科学研究和人类太空探索任务的能力。”宇航局的小行星探索计划也将采用这种推进系统。这项计划旨在搜寻对地球构成潜在威胁的小行星,捕获其中威胁最大的小行星或者改变其飞行轨道。(孝文) http://tech.sina.com.cn/d/2013-07-02/10418500076.shtml (文中进行了适当修改,用红色字体标注) 
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在网络中追寻嫦娥二号
qianlivan 2013-1-8 14:45
在网络中追寻嫦娥二号
最早的时候,对于探月我没太多的兴趣。毕竟月球已经探索过许多次,我们再去探索也不过是“填补国内空白,赶超国际先进水平”。所以嫦娥一号成功之后,我并没有关注嫦娥二号,直到某天在人人网上看到同学转载的消息( http://share.renren.com/share/294293516 /14938179639?from=0101090202shfrom=010301002 ),说嫦娥二号已经离开了L2点向深空飞去,目标是4179号小行星Toutites。这条消息让我眼前一亮,赶紧上网去查。 嫦娥二号本来只是嫦娥一号的备份。在嫦娥一号成功之后,嫦娥二号进行了改造,成像精度提高了很多。2011年4月11日达到设计寿命,但仍然能继续工作 ( http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%AB%A6%E5%A8%A5%E4%BA%8C%E5%8F%B7 )。嫦娥二号 在2011年6月9日离开月球,前往L2点,开展对太阳的观测。此后,“2012年4月15日,嫦娥二号离开 地日拉格朗日L2点 前往有撞击地球危险的 小行星4179 进行探测。” 按照我的同事的说法,嫦娥二号真是“一专多能,非常神奇”。在2012年12月13日前后,我在网上搜索了一方,得到的消息都只是嫦娥二号将在2012年 12月13日掠过小行星4179,并没有进一步消息,是否拍摄到图像不得而知。近日听报告,说到小行星之事,我想起嫦娥二号去年的壮举,上网搜索,已经有 相关报道( http://mil.huanqiu.com/china/2012-12/3383236.html )。嫦娥二号掠过Toutites时最近只有3.2千米,而且获得了一系列这颗小行星的照片,新闻中最好的一幅是在距离90千米时拍摄的。 目前,嫦娥二号正向更深的空间飞去,说不定还会带给我们更多惊喜。 小行星4179的连续图像。(图片来源:中新网) 距离93千米时拍摄的小行星4179图像。(图片来源:中新网)
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我国离子电推进系统有望用于小行星探测
xiaguangqing 2013-1-8 10:59
http://mil.news.sina.com.cn/2012-12-28/0930711055.html 日前我国发射的实践9号携带的卫星上第一次使用了离子电推进技术,从此为我国的航天技术开启了一扇新的大门。此前该种技术一直被美俄等航天强国所垄断。而打破美俄技术垄断,研制出这种国际领先推力系统的正是兰州空间物理研究所(510所)的科研团队。   40年坚守电火箭技术达到国际先进水平   在不久前,实践9号A星携带的510所自主研制的离子电推进系统首次点火成功,稳定工作3分钟,随后又进行了第二次点火,稳定工作了近4分钟,实践九号A星离子电推进系统飞行试验取得了开门红。整个离子电推分系统包括1个推进剂贮存模块、1个调压模块、4个流量控制模块、4台离子电推进器以及其他附属设备,系统干重约140千克。单台离子电推进器额定推力40毫牛,比冲30000m/s左右,工作寿命在10000至15000小时之间,达到了国际先进水平。这也是国内第一次在卫星上使用离子电推进系统。   可是有谁知道这次的成功让510所的科研人员整整花费了40年的时间。510所所长张伟文告诉记者:“这两次点火虽然只用了7分钟的时间,可是为了这7分钟的成功,我们却花了40年来研究。这次电火箭在实践9号上的20次点火把卫星的轨道提高了324米,让中国拥有了以往只有美国和俄罗斯等航天强国才有的技术。”据了解,510所是国内最早开展电推进技术研究的单位,早在1974年就开始研制离子电推进系统,到了1986年研制了80毫米汞离子电推进,该成果于1987年获得了国家科技进步一等奖,在当时达到了国际领先水平,产品水平不弱于从上世纪50年代就开始从事此方面研究的美国。可这反而成了离子电推进系统由胜转衰的时候。由于当时科学技术的制约,以及美国也没有开始应用,国家相关部门决定不再从事离子电推进系统的研究。而这一放就是十年。但是510所看好这项技术在未来的发展前途,并没有解散这支科研队伍,通过自筹资金一直维持着这支科研队伍。并于1988年至1993年期间研制成功了90毫米氙离子电推进系统。   张伟文说,直到1997年,美国卫星上首次应用了离子电推进系统,在世界航天界引起轰动。1999年国家相关部门开始对离子电推进器进行二次研究。这时的510所立刻投入到了研究之中,在1999年至2004年研制了200毫米离子电推进系统原理样机,主要性能达到国外同类产品水平。2004年至2007年完成了200毫米离子电推进系统工程样机研制,通过了环境条件鉴定试验。2007年至2012年为实践九号卫星研制了200毫米离子电推进子系统,该卫星已经于2012年10月发射并实现首次空间飞行试验,510所研制的离子电推进作为这次空间试验的3个最主要的测试系统之一。此次离子电推进系统的成功应用,对我国的航天事业来说是里程碑式的。    据了解,目前国内开展电推进(等离子体推进)技术研究的单位包括510所、801所、502所、中科院力学所、中科院空间科学与应用研究中心,哈尔滨工业大学、西北工业大学、北京航空航天大学、国防科大、清华大学、上海交通大学、大连理工大学、大连海事大学、北京理工大学等,其中,只有510所和801所属于工程产品研制单位。   用电取代化学燃料实现经济利益的翻番   什么是离子电推进系统?它与以往的用化学燃料的推进器有什么差别呢?510所特种推进室主任张天平研究员告诉记者,所谓的离子电推进系统就是通常所说的电火箭,属于非常规推进系统。是借助电能使工质离解成为带电粒子,再通过加速这种带电粒子流来获得推力。它的排气速度很高,每秒可达几十公里、几百公里,甚至更高。最早的离子引擎于1960年左右由NASA的研究中心制成,但之后一直处于试验阶段。直到1998年,探测彗星的深空1号才首次将离子引擎作为主力推进系统应用在深空飞行中。   传统的火箭是通过尾部喷出高速的气体实现向前推进的。离子推进器也是采用同样的喷气式原理,但是它并不是采用燃料燃烧而排出炽热的气体,它所喷出的是一束带电粒子或是离子。它所提供的推动力或许相对较弱,但关键的是这种离子推进器所需要的燃料要比普通火箭少得多。只要离子推进器能够长期保持性能稳定,它最终将能够把太空飞船加速到更高的速度。   电推进作为先进的空间推进技术,美国和前苏联一直都是这种先进技术的垄断者,直到近年来,相关技术才应用到一些太空飞船上,比如日本的“隼鸟”太空探测器和欧洲的“智能1号”太空船等,而且技术已经取得了很大的进步和经济效益。   510所副所长王润福说,电火箭除了定位精准之外,而且可以大大减少卫星和探测器上的化学燃料的携带量,节省下来大量空间携带更多的仪器,为国家带来更大的经济利益。“我给你举个例子,比如东方红4号卫星平台上有两个1400升的化学储剂箱,这里面的燃料主要是卫星用来变轨的。而用了离子电推进之后可以节省燃料80%以上,同时,卫星的自身重量也大大降低,现在一颗通讯卫星大概重量是4.8吨,用了这种技术自身重量就减为了1.8吨。那么空出来的空间就可以把它利用起来,比如现在星上只有56台转发器,节省下来的空间我们就可以把它增加到100台,一个转发器产生的价值大约是100万美元。也就是说以后一颗用离子电推进系统的卫星,上面的科学仪器是现在的两倍。”   未来深空探测离子电推进系统是必选项   也许有人会问,我国多少年来火箭和卫星一直动用化学燃料推进,改成离子电推进有必要吗?记者也带着这个疑问咨询了离子电推进系统的副指挥于安民,他告诉记者,这不但完全有必要,而且我国的航天器要想在未来的太空有一席之地,在卫星上运用离子电推力器是势在必行的。   进入21世纪后,考察一个国家的航天航空能力不仅仅是能否探月、是否有空间站,而是能否开展对火星以远深空探测应用。王润福告诉记者,要想搞好深空探测,离子电推进系统是必选项。我国深空探测长远发展规划中包括了采样返回、木星探测和库伯带小行星探测任务。在现有运载条件下依靠化学能火箭,完成这些深空探测任务几乎是不可能的。首先,深空探测距离很长,因此如果用化学染料,火箭和卫星上大部份的位置将会被燃料所占据,那么相应的科学探测仪器将会减少很多,而且化学燃料成本也非常高。而在使用离子电推进系统之后,因为它的比冲是化学燃料的10倍,且需要的工作介质少,因此它能在太空无重力状态下连续工作几年时间。NASA计算过运用离子电推力的探测器到达土星的飞行时间只需要3年,而传统航天器则要花费7年的时间。少带了燃料就可以多带科学仪器,从而避免了后期再运送仪器或燃料等产生的花费。同时,用化学染料推进的航天器需要选择合适的发射窗口,而离子电推进则不需要。此外,张伟文向记者透露,510所的LIPS-200+离子电推进系统不久将应用于我国首次小行星探测航天器,完成主推进任务,我国未来的东方红3B、4号、5号、7号等通讯卫星上都将使用该推进器,2020年将要应用的空间站上也将使用4台离子电推进系统,这也是我国空间站与美俄空间站相比的创新之处。
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热烈祝贺实践九号卫星电推进在轨实验成功!
xiaguangqing 2012-11-29 11:13
http://www.spacechina.com/n25/n144/n206/n216/c310280/content.html 航天510所离子电推进系统首飞成功点火工作 来源:中国航天报 日期:2012/11/14   日前,从西安卫星测控中心传来消息,由中国航天科技集团公司五院510所独立自主研制的离子电推进系统在实践九号A卫星上首次成功点火,稳定工作3分钟,遥测数据和性能指标正常。随后,该系统成功完成第二次点火,稳定工作近4分钟,工作重复性良好。   这是实践九号A星离子电推进系统飞行试验取得的开门红,为我国自主研制的电推进系统实现卫星平台应用奠了坚实基础,对促进我国航天技术跨越式发展具有重要意义。   “十五”之后,国内电推进技术研究工作逐步加快,510所抓住机遇、团结奋斗,先后研制完成了20厘米离子电推进系统原理样机、工程样机、飞行试验样机的研制工作,实现了我国独立自主研制、拥有完全知识产权的离子电推进系统在实践九号A卫星上的首次飞行试验。 (顾左) http://www.cnsa.gov.cn/n1081/n7529/n308608/478807.html 国内首套霍尔电推进系统在轨点火成功实现新突破 发布日期:2012年11月12日 11月7日10时50分,由中国航天科技集团六院801所研制的国内首套霍尔电推进系统在实践九号卫星上成功实现在轨点火,顺利完成了180秒首次点火时长,各遥测数据正常,运行工作稳定,各参数满足工作要求。这是我国航天器推进系统的崭新突破,填补了国内空白。   实践九号新技术试验卫星由国防科工局于2008年正式立项批准研制,经过4年多的研制工作,于2012年10月14日在太原卫星发射中心由长征CZ-2C/SMA运载火箭成功发射升空。801所承担了该卫星霍尔电推进系统的研制任务,霍尔电推进技术是此次试验的三大关键技术之一。2011年8月该系统完成了正样研制,并正式交付产品。
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俄罗斯将“福布斯-土壤”火星探测器故障归咎于太空辐射
xiaguangqing 2012-2-6 22:08
http://news.mod.gov.cn/tech/2012-02/02/content_4342019.htm 俄罗斯联邦航天局局长波波夫金1月31日表示 ,“福布斯-土壤”火星探测器任务失败很可能是太空辐射所致 。 同时还指责,造价1.65亿美元的“福布斯-土壤”火星探测器上装有外国假冒或残次的微芯片。 计算机系统中有两个部件可能因强烈的太空电子影响,而重启并转入待机模式。 故障调查小组组长俄罗斯前航天局长尤里-科普托夫(Yuri Koptev)表示,火星探测器上62%的微芯片质量不足以应对太空飞行。 俄罗斯曾经暗示,“福布斯-土壤”任务失败是因外国破坏所致。在一系列模拟探测器经历最大电磁辐射的试验后,“美国雷达说”成为无稽之谈。有专家称,俄罗斯以将火星任务失败归咎于外部因素,来掩盖其航天工业的长期以来的下滑现象。俄罗斯没有为“福布斯-土壤”探测器2年的行星任务设计抵挡辐射的功能。他们不该没有考虑到这一点。波波夫金表示,涉及探测器建造的官员将因管理不当而面临惩罚。 这种现象经常发生在火星或金星周围(换句话说是在深空中)的行星探测卫星上,平均每一到两年一次,而在低地球轨道中却很少看见。 俄航天局局长波波夫金1月31日表示,如果欧空局(ESA)决定不将俄罗斯纳入其“地外火星”项目中,俄罗斯将再向火卫一“福布斯”发射一次样本采集任务。俄罗斯曾表示,将于2016年使用“质子”火箭发射欧洲火星通讯轨道器和一套欧洲和俄罗斯传感器。(中国航天工程咨询中心 陈菲)
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航空科学与技术国家实验室(筹建)隆重举行奠基仪式
热度 1 xiaguangqing 2011-12-26 15:18
航空科学与技术国家实验室(筹建)隆重举行奠基仪式
http://nlaa.buaa.edu.cn/ 2011年12 月 25 日 上午,航空科学与技术国家实验室(筹建)奠基仪式在北京航空航天大学沙河校区隆重举行。此次奠基仪式的举行拉开了国家实验室在“十二五”时期建设发展的新序幕,也是国家实验室在实质性建设阶段新的里程碑。 奠基仪式上,北京市副市长苟仲文代表北京市委、市政府,向航空科学与技术国家实验室的奠基表示热烈的祝贺。他指出,北京拥有全国最多的高校和研究机构,具有雄厚的航空航天学科基础和技术实力、丰富的高端人才资源和强大的资源整合能力,为航空航天全产业链的发展提供了坚实基础。 北京把航空航天产业作为八大战略性新兴产业之一,就是要把航空航天元素更深、更广地融入首都经济社会发展当中,推动经济发展方式转变和产业结构调整。 他表示,北京市相关单位和部门一定会全力支持国家实验室建设。希望北航进一步加快国家实验室建设步伐,充分发挥在航空航天基础科研和产学研方面的引领作用,助推首都经济社会发展。 北航校长怀进鹏院士指出,国家实验室肩负着开展航空基础研究和竞争前高技术研究、重大高端实验基础平台建设、高层次人才汇聚、支撑科技重大专项、引领航空产业发展的重要任务 ,“十二五”期间,将围绕核心科学问题和重大关键技术,瞄准新一代亚声速大型客机、超声速客机、临近空间飞行器、航空发动机等战略目标开展创新性研究。 他表示,北航将不负信任和重托,牢牢把握和创造机遇,以持久的激情和百倍的努力投身国家实验室建设,争取早日把航空科学与技术国家实验室建设成为引领航空科技和航空产业发展的一流协同创新平台。 中航工业集团公司副总经理张新国代表中航工业向航空科学与技术国家实验室的奠基表示热烈的祝贺。他表示,大力发展我国的航空科技,对于加快推动经济结构战略性调整,切实提高自主创新能力,不断增强我国国防实力具有不可替代的意义。中航工业集团将继续全方位支持北航的发展和国家实验室的建设,大力推动航空基础研究与产业化应用的无缝衔接,不断巩固和深化与北航的战略协作关系,推动我国航空科学技术实现新的跨越式发展。 中国商用飞机有限责任公司副总经理吴光辉代表中国商飞对航空科学与技术国家实验室的奠基表示热烈的祝贺。他表示,实施大型飞机重大专项,是国家意志、人民愿望,是建设创新型国家的标志性工程。完成这一历史使命,必须建立具有国际竞争力的航空产业体系,必须加强基础研究和关键核心技术前瞻性研究,必须高度关注人才培养和团队建设。航空科学技术国家实验室作为航空产业创新体系建设的重要组成部分,在大飞机专项的实施过程中发挥着难以替代的重要作用。 昌平区区委副书记朱光彤在致辞中表示,航空科学与技术国家实验室落户沙河,是继昌平区与北航联手打造北京通用航空产业园之后的又一件具有里程碑意义的大事。国家实验室在昌平的建设和运行,必将进一步拓展昌平的发展空间,推动高端产业的聚集,促进高端领军人才的汇聚,提升产学研用的协同创新水平,加快创新成果的就地转化,助推昌平经济发展走向依靠产业优化升级、科技创新支撑和人才智力支持的高端引领轨道。昌平区委区政府将全力支持国家实验室的建设,为北航师生在昌平的学习、工作和生活提供有效的条件保障。 奠基仪式最后,周济、苗圩、干勇、杜玉波、张彦仲、苟仲文、姜澄宇、贺东风、张新国、胡凌云、怀进鹏、李未、钟群鹏、徐惠彬、朱光彤等领导共同为“航空科学与技术国家实验室(筹建)”培土奠基。 航空科学与技术国家实验室于 2006 年 12 月受国家科技部委托开始筹建,是我国唯一的一个国家级航空科技基础研究基地。 其主要任务是瞄准国家航空发展重大战略需求,结合航空科学和技术的发展趋势,建设和维护重大实验设施,通过机制创新,进行跨学科前瞻布局,组织开展基础性、战略性、前瞻性、综合性的研究工作,提升国家航空科学技术的核心竞争力和原始创新能力,支撑和引领我国航空科学技术的发展。经过五年的筹建工作,国家实验室通过建设和维护重大实验设施,培养、吸引和凝聚高水平航空人才,进行深度国际交流合作,先后与中国商飞、中航工业、民航局等单位建立了战略合作伙伴关系,与波音公司、空客公司等建立了全方位的国际交流合作体系,已经成为我国航空基础研究的重要基地,也是支撑大型飞机重大专项实施的一支重要力量。 据悉,当天奠基的国家实验室大楼总建筑面积 20.86 万平方米,是北航沙河校区的标志性工程。建成以后,与北航学院路校区新主楼 D 座共同构成国家实验室的主体建筑,为在不久的将来最终建成具备基础性、战略性、前瞻性、综合性的国际一流的国家实验室奠定坚实的基础。国家实验室建成后,将作为我校实施空天信融合战略的顶级平台,必将进一步提升学校的综合实力和办学水平,支撑北航世界一流大学远景目标建设。 参加仪式的领导与嘉宾有:中国工程院院长周济院士、工业和信息化部部长苗圩、中国工程院副院长干勇院士、教育部副部长杜玉波、北京市副市长苟仲文、中航工业科技委主任张彦仲院士、西北工业大学校长姜澄宇、中航工业科技委冯培德院士、刘大响院士、中国工程院秘书长白玉良、工业和信息化部装备工业司司长张相木、中国商用飞机有限责任公司副总经理贺东风、中航工业集团公司副总经理张新国、中国工程院一局局长谢冰玉、中国商用飞机有限责任公司副总经理吴光辉、南京航空航天大学副校长宣益民、北京市科学技术委员会副主任郑焕敏、北京市昌平区区委副书记朱光彤,以及北京航空航天大学全体校领导、原校长李未院士、学术委员会主任钟群鹏院士。奠基仪式由北航党委书记胡凌云主持。 注: 主要相关研究领域和方向: 1) 空气动力学 2) 航空推进理论与技术 3) 飞行器综合设计技术 4) 航空制造理论与技术 5) 航空材料与结构 6) 飞行器控制与导航技术 7) 航空电子与通信技术 8) 飞行器安全与可靠性技术 9) 先进网络化空管技术 10) 深空探测技术 11) 其它相关的航空科学技术
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NASA支持5家机构研究电推进关键技术和空间应用
xiaguangqing 2011-10-17 10:54
NASA Selects Companies To Study Solar Electric Propulsion Spacecraft WASHINGTON -- NASA has selected five companies to develop concepts for demonstrating solar electric propulsion in space. These capabilities are important for the agency's future human exploration missions to deep space. The selected companies, pending successful contract negotiations, are: -- Analytical Mechanics Associates Inc., Hampton, Va. -- Ball Aerospace Technologies Corp., Boulder, Colo. -- The Boeing Company, Huntington Beach, Calif. -- Lockheed Martin Space Systems Company, Littleton, Colo. -- Northrop Grumman Systems Corp., Redondo Beach, Calif. The awards total approximately $3 million with a maximum individual contract award of $600,000. Each company will provide a final report to help define a mission concept to demonstrate the solar electric propulsion technologies, capabilities, and infrastructure required for sustainable, affordable human presence in space. The ability to move payloads reliably and cost effectively to high Earth orbits and beyond is critical for deep space human exploration. The mission concept studies will identify technology gaps and look at innovative technical solutions for transportation using solar electric propulsion systems. NASA will use the studies to plan and implement a future flight demonstration mission that will test and validate key capabilities and technologies. NASA's Exploration Technology Development Program is funding the studies. The Space Technology Office at NASA's Glenn Research Center in Cleveland is managing the contracts. NASA Issues Announcement For Solar Electric Propulsion Studies CLEVELAND -- NASA issued a Broad Agency Announcement (BAA) seeking proposals for mission concept studies of a solar electric propulsion system demonstration to test and validate key capabilities and technologies for future exploration missions. Multiple studies have shown the advantages of using solar electric propulsion to efficiently transport heavy payloads from low Earth orbit to higher orbits. This concept enables the delivery of payloads to low Earth orbit via conventional chemical rockets. The use of solar electric propulsion could then spiral payloads out to higher energy orbits, including Lagrange point one, a potential assembly point in space between Earth and the moon. This approach could facilitate missions to near Earth asteroids and other destinations in deep space. Science missions could use solar electric propulsion to reach distant regions of the solar system, and commercial missions could use solar electric propulsion tugs to place, service, resupply, reposition and salvage space assets. NASA's strategic roadmaps for exploration, science and advanced technology all consider solar electric propulsion a vital and necessary future capability. NASA is examining potential mission concepts for a high-power solar electric propulsion system demonstration. Flying a demonstration mission on a representative trajectory through the Van Allen radiation belts and operating in actual space environments could reveal unknown systems-level and operational issues. Mission data will lower the technical and cost risk associated with future solar electric propulsion spacecraft. The flight demonstration mission would test and validate key capabilities and technologies required for future exploration elements such as a 300 kilowatt solar electric transfer vehicle. This Solar Electric Propulsion Demonstration Mission Concept Studies announcement is open to all non-government United States institutions, academia, industry and nonprofit organizations. NASA anticipates making multiple firm-fixed-priced awards with a total value up to $2 million. The deadline for submitting proposals is August 4.
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嫦娥2进入距地球外侧约150万公里L2点的环绕轨道深空探测
热度 1 可变系时空多线矢主人 2011-8-30 17:29
嫦娥2进入距地球外侧约150万公里L2点的环绕轨道深空探测 据国家国防科技工业局消息: 8月25日23时24分,嫦娥二号卫星上四台10N推力器准时点火,经过约3分钟工作,卫星受控进入日地拉格朗日L2点的环绕轨道。 我国成为世界上,继 和美国之后,第三个造访L2点的国家和组织。 拉格朗日点是指卫星受太阳、地球两大天体引力作用相等,能保持惯性运动的点,由法国数学家拉格朗日,于1772年推导证明为,共有5个。 其中L2点位于日地连线上、地球外侧约150万公里处。 在L2点,卫星不耗燃料,而按惯性运动,是探测器、天体望远镜定位和观测太阳系的理想位置,在工程和科学上具有重要的实际应用和科学探索价值,是国际深空探测的热点。 6月8日至9日,嫦娥二号卫星经过两次加速控制,成功飞离月球,进入月球至L2点转移轨道。在飞行过程中,原计划实施3至4次中途轨道修正,但仅于6月20日实施了一次,就达到了预期控制目标。在此期间,卫星工作正常稳定,测控通信状态良好,并对沿途空间环境进行了探测。 嫦娥二号环绕L2点的轨道是类似椭圆形的李萨茹轨道,卫星环绕轨道一圈需6个月时间。嫦娥二号将在此轨道环绕L2点开展为期一年多的探测活动。
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新的火星探测的科学目标问题
chenzhao 2010-12-13 13:39
如何在外国已经搞过多次火星探测任务后,科学合理的确定我国自主火星探测的科学目标,是个值得探讨的问题。(自主任务不包含与俄合作的YH-1) 为了防止本文的议论成为科幻,必须明确目前我国空间探测上的技术硬约束。 首先,我国第一个自主探测器几乎可以肯定是环绕火星运行的轨道器。无庸讳言,欧洲空间局的小猎犬失败证明了在火星实施软着陆的难度,在遥远行星实施软着陆后,科学目标将极大的丰富,但面对现实:不可能连成功的轨道器都没有的情况下考虑软着陆探测器。 其次,可预见的时间内,我们的遥感器在光谱和空间分辨率上都远远不能跟美国宇航局的MRO(火星勘察轨道器)相比。微波遥感器我们也严重落后。 第三,用咖玛谱仪找水,确定火星元素分布,用热红外给火星局地岩石成像这些工作别人都做过。 上述这些条件限制了做出光彩夺目的科学发现的可能,但是并没有完全排除做出有意义的科学发现的可能性。 我在此谈论的一个方案是,火星的气象卫星,其科学目标与2000年美国失败而又没有重新启动其计划的: Mars Climate Orbiter 基本重合。 正如地球上有气象活动一样,火星尽管其大气层远比地球稀薄,也存在着丰富多彩的气象活动。 水手9号和苏联火星6号确认了火星上有锋面和冷涡,有卷云,有沙尘暴。2008年的凤凰号火星着陆器确认了火星上有降雪。2004年以来,MER(火星探索漫游车:勇气号和机遇号)多次发现火星上的小型尘卷风。 可见光-红外气象卫星遥感器并不要求很高的光谱分辨率和空间分辨率,这些遥感器我国90年代末期的气象为仪器水平都达到了。只要将它发射到合适的火星轨道位置:(火星同步轨道约24000公里高于火星表面)以每天6幅多通道云图的形式,获取从未有空间探测器得到过的火星连续气象记录。 通信能力方面简单的计算表明,如果在24小时37分的火星日里,要获取6幅5通道云图。每幅云图量化等级为8bit,幅面为2048*2048,在同一个火星日内传送完毕,占空比为80%的话,所需要的最低通信带宽约为15kbps,这并没有超过萤火一号X波段高增益天线的峰值通信能力。 考虑到 萤火一号毕竟是小卫星,通信天线口径和功率受很大限制,因此在火星气象卫星上实现30~50kbps的通信带宽,及时地把云图传回地球是完全可能的。如果实现星上数据压缩和存储-延时发送机制,则对地面设施的压力更小。 通信能力之外,最为困难的是计算轨道,特别其Delta V开支如何,直接决定是否具备足够的燃料到达火星的捕获轨道和同步转移轨道,又会花费多少 Delta V 调节其轨道倾角等,最后是否可行。如果最后计算结果要求太高的Delta V,可能会使得卫星装载太多的燃料而最后不可行。 限于知识水平和太多的不确定因素,我只能提供几个选项以节省Delta V开支,或者增加可用的Delta V储备,使得方案趋于可行。 首先,不使用霍曼转移轨道,而使用金星借力飞行轨道飞往火星。(张旭辉等 : 《 火星探测无动力借力飞行轨道研究 》 )其次,在火星捕获轨道后,采用火星大气刹车方案降低捕获轨道的远火点高度。第三,混合使用化学能发动机和高比冲的电发动机。 使用上述三条措施,如果再配备一系列的航天器减重措施,并适当多配卫星燃料,是有可能达到进入火星准同步轨道的要求的,当然具体的方案希望各位专家发挥特长,进行充分论证。 因此,火星的气象卫星方案,在目前能力允许范围内,也是很有新意的一个科学目标。鉴于任何未来火星的地面设施都必须与火星气象打交道,因此我将这个点子提出来,供参与这方面规划论证的专家们参考。
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江山代有才人出——第二届全国深空轨道设计竞赛颁奖暨研讨会上的讲话稿
sqdai 2010-8-30 17:16
【按】今年 6 月 22 日 ,我应邀出席了在西安召开的 第二届全国深空轨道设计竞赛颁奖暨研讨会。会议主席给了我 20 分钟时间致词,我做了即兴发言,现将讲话稿要点稍加整理,发布于下。 这里简述这次竞赛活动的背景。 半个多世纪以来,人们对近地空间的探测和利用已经取得了丰硕成果,目前正在向深度和广度进军,深空探测已成了国际航天界重点发展方向,我们在这方面当然不甘落于人后。 我国力学界人士密切关注这一动向,为了促进学术交流,推进我国深空探测技术的发展,同时为该领域选拔和培养后备人才,中国力学学会于 2009 年发起组织全国深空轨道设计竞赛,第一届竞赛活动由清华大学航天航空学院承办。今年举办的是第二届,由中国力学学会与中国西安卫星测控中心、中科院空间科学与应用总体部联合主办,宇航动力学国家重点实验室承办。竞赛活动的主要参加者是高校和研究所的中青年师生,研究生占有很大比重。 本届竞赛的主题是:以火星和近地小天体为探测目标,实现多目标优化的深空轨道设计。 3 月 25 日 开赛后,得到了热烈反响,竞赛组委会从 12 份有效设计中进行了严格评审,清华大学航天航空学院(一队)、国防科技大学航天与材料工程学院和中科院空间科学与应用研究中心的团队荣登三甲之榜。 江山代有才人出(讲话稿) 各位领导,各位老师,各位同学: 今天,我来到千年古都西安,与航天测控第一线的朋友们零距离接触,感到非常高兴。七年前,杨利伟乘神舟五号飞天,我当时说:上下五千年,我们中华民族有哪一天如此扬眉吐气过?趁这个机会,我要向你们和你们所代表的、令我们扬眉吐气的航天人表示由衷的敬意! 我还写过一篇题为我国航天事业缘何一支独秀的文章,认为我国航天的巨大成功源于:有聂荣臻、钱学森这样的帅才的领导,有先进的科学思想(如钱学森的技术科学和系统科学思想)的指导,有特别能战斗的航天人的独立自主的创造。其中也包含着西安卫星测控中心的航天人的努力,所以,今天在这里举行 全国深空轨道设计竞赛颁奖暨研讨会显得尤其有意义。 在此,我代表中国力学学会对第二届全国深空轨道设计竞赛圆满成功表示衷心的祝贺,对本届竞赛的联合单位中国科学院空间科学与应用总体部和中国西安卫星测控中心和承办单位宇航动力学国家重点实验室表示诚挚的感谢,对所有的获奖参赛队表示热烈的祝贺! 本届全国竞赛扩大了上届竞赛的成果,为推进我国深空探测技术发展和选拔和培养后备人才,做出了相当大的贡献。我仔细地阅读了相关材料,欣喜地注意到:所有参赛队都交出了富有创意的满意答卷,有些设计方案构思精妙,方法独到,令人拍案叫绝,充分表明了我国航天事业后继有人。 大家知道,飞天巡游是人类时代的梦想,早在六百多年前,我国明代的万户,就尝试用我们发明的火药制成火箭,并用做动力升天,不幸火箭爆炸,他献出了宝贵的生命。 1903 年随着莱特兄弟研制飞机成功,人类实现第一次动力飞行;三年之后,我国工程师冯如造出比莱特兄弟飞机还先进的新飞机,试飞成功,引起世界轰动; 1912 年,冯如在广州进行飞机飞行表演时不幸失事遇难,成了为我国近代航空航天事业献身的第一人。 然而,人们仍在不屈不挠地努力着。上个世纪三十年代,美国加州理工学院马林纳等人在航空航天大师冯 卡门的支持下,开始研制探空火箭,吸纳了青年钱学森参加。初期试验在校园空地里进行,爆炸事故不断发生,有一次事故中马林纳险些丧生。人们把这个研究组称为自杀俱乐部,钱学森是其中主攻理论分析的得力干将。后期试验不得不搬到远郊。他们在奋斗中取得了巨大成功。十九年前,我到加州理工学院访问,特地在校园里寻访到了自杀俱乐部的试验原址,参观了 钱学森 先生工作过的 JPL (喷气推进实验室),看到了正在研制的深空探测器伽利略号。我当时想,我国已经有了人造卫星,什么时候也有这样的深空探测器呢? 来到这里,我深切地感受到,这已经不是一个遥不可及的梦了。我国的老科学家和中青年新人正在不懈地努力着。这次 深空轨道设计竞赛就是一个标志。在座的朋友都那么年青,就是我比较熟悉的清华双峰(李俊峰、 高云峰 教授),都还非常年青。江山代有才人出,你们是航天事业的一代新人,新的航天梦要靠你们来实现。我注意到,这次竞赛题提到的虚拟发射时间是 2015 年 1 月 1 日 到 2020 年 12 月 31 日 的某一天。我强烈地希望:虚拟变成现实,理想变成活生生的事实,使我们这些年长者也能一睹国产深空探测器的风采! 目前人们对近地空间的探测和利用已取得了很多成果,是各国航天界的重点发展方向,是一个国家综合国力的重要体现。我们高兴地获悉,中国西安卫星测控中心已成立了宇航动力学国家重点实验室,作为我国首个研究人造天体运动规律的国家重点实验室,是我国进行宇航动力学领域基础理论和应用基础研究、前沿技术创新、科研成果推广、人才培养和实践验证以及国际交流的国家级创新平台。我们深信,这个重点实验室将对我国航天事业的发展做出重大贡献。 可以预期,我国航天人肯定会做出辉煌的业绩,而我们这个系列性竞赛将发挥与日俱增的重大作用。 下面向大家简单地介绍一下中国力学学会。 中国力学学会在钱学森、周培源、钱伟长、郭永怀等著名力学家的共同倡导和组织下,成立于 1957 年 2 月。学会现有会员 二 万余人。中国力学学会下设固体力学、流体力学和一般力学等 23 个专业委员会和直属专业组,负责各个分支学科的学术交流,同时设有 6 个工作委员会。 由学会主办的学术期刊有:《力学学报》中英文版、《力学与实践》、《力学进展》等 16 个学术期刊。每年还编印《中国力学学会会讯》 12 期。同时还 编 辑出版了若干专业书籍和科普书籍,例如,从 2008 年已经编辑出版《大众力学丛书》 8 本。 经过中国力学界的 20 年的共同努力,中国成功获得了第 23 届国际理论与应用力学大会的举办权, IUTAM 决定于 2012 年 8 月在北京召开会议,由白以龙院士担任会议主席。 IUTAM 选择中国来举办被誉为国际力学界的奥林匹克盛会,这表明了中国力学研究的日益增长的影响力。国内力学界同仁将会珍惜这一难得的机会,积极参与,向世界展示我国的力学科学研究与教育的成果,展示我国学者对世界力学科学进步所做的贡献。我也希望在这个力学奥运会上,见到大批航天人! 同时中国力学学会也会一如既往地努力,进一步加强与国内外专家、学者的交流与合作,更好地为大家服务! 再次向本届竞赛的联合主办单位和承办单位表示由衷的感谢! 谢谢大家! 2010 年 6 月 22 日 刊载于《力学与实践》 2010 年第 32 卷第 4 期
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完成我国首次有人部分参与的深空探测生物再生生命保障系统地基实
lh64 2010-7-20 10:28
2009年5月5日——2010年2月7日,北航生物与医学工程学院环境生物学与生命保障技术实验室利用所自主设计建立的联合试验装置成功进行了为期9个月的有人部分参与的深空生物再生生命保障系统地基实验——“多元生物生命保障系统地基实验”,为未来建立深空探测生物再生生命保障大型有人综合地基实验系统和开展有人实验奠定了基础 。 多元生物生命保障系统由生菜、小球藻、蚕及微生物构成,实验期间筛选出的志愿受试人员定时通过呼吸面罩与不同工况条件下的系统进行气体交换。此次实验研究了系统内O 2 和CO 2 浓度变化规律,观测了甲烷、乙烯和氨气等微污染气体浓度变化趋势;研究了不同生长阶段的生菜中主要元素含量,生菜的株高、冠幅和生物量,蚕的食叶量、生物量和小球藻生物量变化规律,系统内不同位置微生物数量及群落变化趋势,系统不同工况条件下产生的冷凝水的品质等 。 研究表明,所构建的多元生物生命保障地面模拟系统达到了设计的满足人对O 2 的50%的需求目标,O 2 和CO 2 浓度水平控制良好;系统内生物均能较好的生长;微生物基本平稳;系统产生的冷凝水品质较好,再净化和补充矿物质后可以作为饮用水使用;系统内不存在微量气体污染问题。通过本次试验获取了大量的密闭环境中生态系统的实验数据资料,对于下一步建立系统的数值仿真模型、系统的设计构建和运行奠定了基础 。 了解更多有关深空探测生物再生生命保障系统,请登录本实验室网页: http://www.lss-lab.bme.buaa.edu.cn/index.html
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日本隼鸟号(HAYABUSA)终返地球
xiaguangqing 2010-6-15 21:26
2007年9月在意大利召开的第三十届国际电推进会议中,日本Hitoshi Kuninaka(国中均)教授在大会报告中讲到隼鸟号(HAYABUSA)经历百般磨难后将于2010年6月返回地球。众多电推进领域的研究人员和爱好者期待着隼鸟号能够安全返航。2010年6月13日隼鸟号(HAYABUSA)终于结束其长达7年的太空旅行回到地球。 http://news.xinhuanet.com/world/2010-06/15/c_12223783.htm   曾多次在太空中失踪但又重新与地球取得联系、曾多处损坏但又奇迹般地被修复的日本隼鸟号小行星探测器2010年6月13日晚终于结束其长达7年的太空旅行回到地球。尽管探测器的主体已在进入地球大气层时燃烧殆尽,但探测器的密封舱在 澳大利亚南部的沙漠中成功降落,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)已对其进行回收并打算尽快运回日本。预计到今年9月就可以得知密封舱是否运回了一个名叫丝川的小行星上的沙土。   13日晚,在JAXA工作人员以及全球宇宙爱好者的关注下,隼鸟号探测器如期冲进大气层并发出一道耀眼的亮光,在确认收到从探测器上分离出来的密封舱的电波信号后,所有的人都兴奋得鼓起掌来。的确,隼鸟号探测器能够重返地球实在是太不容易了。隼鸟号于2003年5月发射升空并在2005年11月成功地在距离地球3亿公里的小行星丝川上着陆。但就在隼鸟号着陆的那一刻起,意外便接二连三地发生了。   最初,由于化学引擎的燃料泄漏导致探测器的姿势出现偏差,这使得隼鸟号与地球失去了联系。保持一定的姿势对于探测器来说如同生命一样重要,因为一旦姿势发生偏差,太阳能电池板就会因为照不到阳光而不能供电,探测器的天线也不能对准地球发射信号。在隼鸟号失踪7周后,地面控制中心偶然收到了隼鸟号发来的微弱信号,这是隼鸟号的天线在太空中旋转时偶然朝向地球才发出的信号,而且每次发出的时间只有20秒。正是利用这一次次宝贵的20秒,控制中心向隼鸟号发出了一连串的指示并使其开始起死回生。   与隼鸟号恢复联系后的下一个问题是如何取得动力,由于燃料泄漏,隼鸟号上推动力较大的12台化学引擎全部停机,工作人员只能通过巧妙地运用隼鸟号上装备的离子引擎使其恢复正确姿势。因为错过了最初的轨道,隼鸟号的回程之旅比计划晚了3年,途中许多零件都因为老化而故障频发,隼鸟号经常处于音信不通的状态。   2009年11月,隼鸟号上的4台离子引擎中第3台出现故障,隼鸟号再次陷入绝望之中。但日本的科研工作者们从未放弃隼鸟号。 JAXA的国中均教授突发奇想地提出了将两台损坏部位不同的引擎连接为一台使用的建议。 原来研究人员事前就在离子引擎中配备了连接用的线路,尽管这一方案从未经过实际验证,但国中均教授的提案取得了预料之外的成功。   有日本媒体形容隼鸟号探测器是经历了九死一生之后满身疮痍地回到了地球,但不管过程如何这一结果还是大大提高了日本在国际宇宙探测领域的地位。   隼鸟号此行共历时7年,航程约60亿公里,相当于地球绕太阳转了6圈。 隼鸟号是人类首次在月球之外的天体上着陆并成功返回地球的探测器 ,其从小行星丝川上带回的沙土对于人类研究太阳系的形成之谜可能有重大参考价值。此外,由于隼鸟号的开发费用只有130亿日元(约合9.5亿人民币),远远低于日本参加国际空间站的每年承担的费用以及美国小行星探测计划的预算,因此隼鸟号的成功返航对于日本在与宇宙相关的商业领域提高竞争力也有较大意义。
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英国将为欧空局水星探测之旅提供电推进动力系统
xiaguangqing 2010-3-16 11:41
( http://www.cas.cn/xw/kjsm/gjdt/201003/t20100316_2798168.shtml ) 电推进是深空探测任务可行的动力系统 欧洲空间局将于2014年对水星展开探测,图为比皮科伦坡探测器(来源于ESA) 一次“令人生畏”的水星之旅将要开始,而为航天器提供推进系统的是英国最大的科研组织。 据悉,欧洲空间局(ESA)的比皮科伦坡(BepiColombo)探测器将于2014年发射升空,这是欧洲首次尝试探测水星。而英国的奎奈蒂克(QinetiQ)技术集团与欧洲宇航防务集团下属的阿斯特里姆(Astrium)公司签署了价值2300万英镑的合同,将为欧空局的比皮科伦坡探测任务提供太阳能电推进器系统。 水星是太阳系中最靠近太阳的星球,温度可达470摄氏度。这项任务给欧空局带来了一系列令人生畏的技术挑战。水星上的太阳辐射强度是地球的10倍,不仅如此,到达水星需要6年时间,而且需要巨大的能量来抵抗太阳的引力。 欧航局主管科学与机器人探险的David Southwood教授说:“作为离太阳最近的行星,到达水星具有很大的难度;所以要解决这些技术挑战,先进的电推进系统是必不可少的一部分。” 他补充说:“这个任务的目标非常重要:水星的特殊性质经常让行星科学家惊讶和困惑,因此探测水星成为了一项艰巨的科学挑战。” 奎奈蒂克公司的太阳能电推进系统由4个T6离子推进器组成,选择它们是因为与航天器推进系统过去传统上使用的化学助推器相比,前者的效率要高10倍左右。 除了这个电推进系统之外,比皮科伦坡探测器还将靠行星引力的助力几次调位,绕金星“近旁转向”,并且利用地球和水星的引力场加速。 阿斯特里姆公司主管地球观察、导航与科学的Mike Healy博士说:“太阳能电推进系统对比皮科伦坡探测任务来说是一个关键的要素。” 助推器使用惰性气体氙气作为助推剂,这种技术已经在欧空局的重力场与稳态海洋环流探测器(GOCE)上验证过。目前,GOCE正在轨道上运行,测量地球的重力场。奎奈蒂克集团首席执行官Graham Love说:“过去这一年极其令人兴奋。我们的小型T5离子发动机首次获得了在GOCE航天器上的轨道内运行资格。现在比皮科伦坡已经确认将采用T6离子发动机解决方案。”他说:“电推进器使人类第一次有可能执行深太空任务,从而显著提高了这些任务的效率,并进一步加强了今后的通信卫星运作。”
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[转载] 深空探测的未来
xupeiyang 2010-3-5 08:12
  深空探测是在 卫星 应用和 载人航天 取得重大成就的基础上,向更广阔的太阳系空间进行的探索。随着21世纪的到来,深空探测技术作为人类保护地球、进入宇宙、寻找新的生活家园的唯一手段,引起了世界各国的极大关注。   通过深空探测,能帮助人类研究太阳系及宇宙的起源、演变和现状,进一步认识地球环境的形成和演变,认识空间现象和地球自然系统之间的关系。从现实和长远来看,对深空的探测和开发具有十分重要的科学和经济意义。深空探测将是21世纪人类进行空间资源开发与利用、空间科学与技术创新的重要途径。    21世纪深空探测的五个重点领域是:   ◆月球探测;   ◆火星探测;   ◆水星与金星的探测;   ◆ 巨行星 及其卫星的探测;   ◆ 小行星 与 彗星 的探测。    深空探测的总体目标是:      ◆利用空间资源(能源、资源、环境);   ◆扩展生存空间;   ◆探索太阳系和宇宙(包括生命)的起源和演化;   ◆为人类社会的可持续发展服务。 http://baike.baidu.com/view/95141.htm?pf=1
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2009年中国宇航学会学术年会圆满召开
xiaguangqing 2009-12-30 19:52
( http://www.space.cetin.net.cn/index.asp?modelname=new%5Fspace%2Fnews%5FnrFractionNo=titleno=XWEN0000recno=64098 ) 2009年中国宇航学会学术年会于12月26日至28日在北京顺利召开,会议由中国宇航学会举办,与会专家、学者就航天多个前沿课题进行了交流和研讨。   中国宇航学会副理事长、中国航天科技集团公司副总经理吴卓,中国宇航学会常务理事、中国航天科工集团公司总经理助理谢良贵出席年会并致词。中国航天科技集团公司科技委主任王礼恒主持大会主题报告。庄逢甘等多位院士出席了年会。国家气象中心、总装备部、中国科学院、航天两大集团公司等单位以及部分高校、科研机构近300人出席会议。   吴卓希望广大航天科技工作者利用好中国宇航学会搭建的这一学术平台,努力促进航天学术水平的提高和学术思想的繁荣,推进航天技术创新,为有关部门决策提供科学依据。   谢良贵代表中国航天科工集团公司表示,将继续大力支持中国宇航学会开展各项工作,并将利用好学会提供的各种平台促进发展。   年会采取了主题报告、圆桌会议和专题研讨相结合的形式,研讨内容涵盖了空间技术、空间科学和空间应用等诸多领域。其中,与会人士就 国外深空探测发展态势及中国深空探测发展 、 我国第二代极地气象卫星应用 等前沿课题展开了交流和研讨,并提出了具有前瞻性的新思路、新理论、新技术和新方法。会议特邀海军信息化专家委员会主任尹卓少将作了专题报告。(陈全育) (中国航天工程咨询中心 陈琦霞)
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中国宇航学会深空探测技术专业委员会第六届学术年会成功召开
xiaguangqing 2009-12-16 17:31
中国宇航学会深空探测技术专业委员会第六届学术年会暨863计划深空探测与空间实验技术重大项目学术研讨会 于2009年12月4日~8日在海南三亚成功召开。 会议由中国宇航学会深空探测技术专业委员会,863计划深空探测与空间实验技术重大项目专家组,北京控制工程研究所,空间智能控制技术国家级重点实验室主办,北京理工大学协办。 会议内容涉及深空探测轨道、姿态动力学与控制技术、深空探测导航与控制技术、深空探测测控通信技术和深空探测有效载荷与其他技术等领域。与会专家学者进行了广泛交流。
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中国火星探测器已经注定要推迟到2011年发射
chenzhao 2009-9-22 10:46
美国行星学会(The planetary society)为俄罗斯火卫一-土壤探测器设计了LIFE搭载舱,原计划于2009年10月发射. 今天,从美国行星学会传来消息,他们接到俄罗斯航天局方面正式通知,发射将推迟到2011年. 因为从地球到火星需要利用霍曼转移轨道,导致发射窗口平均每26个月出现一次.因此,如果俄罗斯方面的火卫一-土壤探测器没有准备好,就错过了2009年10~11月的发射窗口.发射就必须等待到2011年底. 由于中国的萤火一号火星探测小卫星也利用火卫一-土壤探测器搭载发射,因此,这次推迟也意味着萤火一号探测器将推迟到2011年底发射,于2012年下半年才能抵达火星. 按照新华社发的稿件,萤火一号探测器计划探测火星的空间环境,探索火星的水消失机制,以及研究类地天体的演化规律.携带有摄象机,等离子体探测包,磁强计和掩星接收机等有效载荷. LIFE搭载舱内精心挑选了部分微生物,并使之处于休眠状态,火卫一-土壤探测器将把LIFE舱带上火卫一,并随采样器一起返回地球.历时近3年,行星学会计划借此研究生物附着于陨石等物体在行星际之间转移的可能性. 行星学会报道推迟的文章: http://www.planetary.org/programs/projects/life/20090921.html
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欧空局的水星任务将采用电推进系统
xiaguangqing 2009-9-6 16:52
( http://www.spacenews.com/civil/qinetiq-supply-ion-thrusters-for-bepicolombo.html ) Qinetiq to Supply Ion Thrusters for BepiColombo By Peter B. de Selding PARIS Europes BepiColombo satellite mission to Mercury will be propelled by new-generation ion-electric thrusters built by Qinetiq of Britain under a contract with BepiColombo prime contractor Astrium Satellites, Qinetiq announced Sept. 2. Under the contract, valued at 23 million British pounds ($37.4 million), Farnborough, England-based Qinetiq will provide four T6 ion thrusters for BepiColombo, which is being built for the European Space Agency (ESA) and scheduled for launch in 2014. The contract follows the successful in-orbit demonstration of Qinetiqs smaller T5 ion thrusters aboard ESAs GOCE gravity-field-measuring satellite, which was launched in March. ESA officials have said Qinetiqs ion thrusters, which had never before flown in space, have performed to specification. Qinetiq said its ion thrusters are 10 times more efficient than traditional chemical thrusters used on satellites. Qinetiq Chief Executive Graham Love said the BepiColombo work is the largest space-hardware contract ever won by the company. He said he hopes to sell the thrusters for future deep-space missions and in the commercial communications satellite market as well. ( http://news.mod.gov.cn/tech/2009-09/05/content_4084878.htm ) 欧空局(ESA)已经宣布,它最新的被称作BepiColombo的卫星将使用离子电推进器驶向水星,该离子推进器由英国奎蒂克(QinetiQ)公司开发。 欧空局已经在它的GOCE卫星上使用过一个更小型的同类系统由T5离子推进器组成。GOCE在09年早些时候发射,用来测量地球的重力场。BepiColombo计划在2014年发射,将使用4个T6离子推进器。奎蒂克公司称用于两个飞行器的推进器的效率比传统的化学推进器高十倍。欧空局授予奎蒂克公司价值3740万美元合同建造电推进系统。 尽管化学推进系统目前在太空被广泛使用,但是因为需要大量的燃料,它们对于像探测水星这样的深空任务来说不够高效。电推进系统产生的推进力较小,但是它们非常高效,因此对于远程飞行任务来说是理想的推进系统。 离子推进通过电子化或电离气体,并且加速由此产生的离子来推进航天器。此概念在50年前被首次提出,首个使用离子推进的航天器为1998年发射的深空1号(DS1)。从那时起,除了GOCE,仅有少量的其他非商业航天器使用过离子推进:NASA飞往太阳系之外的拂晓飞行任务在2007年发射;日本的深空小行星样本返回任务隼鸟在2003年发射;欧空局的SMART-1航天器在2003年发射并在2006年撞向月球。但使用离子推进器的商业通信卫星很多。NASA最近完成了一种新的离子推进系统的测试,这种系统将用于地球轨道和太阳系航天器,可能准备2013年发射。 虽然技术还需要一些微调,以便使这些发动机更加高效、紧凑和经济,但许多专家认为对于复杂的、需要更多能量的行星任务,离子电推进是肯定的选择。(中国航天工程咨询中心 谢慧敏)
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中国宇航学会深空探测技术专业委员会第六届学术年会征文通知
xiaguangqing 2009-7-2 08:41
征文范围 1. 深空探测发展战略与科学目标研究; 2.深空探测关键技术研究; 3.深空环境及资源的探测与利用; 4.行星表面探测技术; 5.先进深空探测任务研究; 6.深空环境地面实验技术; 7.载人深空探测技术; 8.深空实验技术; 9.其他相关技术等。 征文截止日期:2009年7月31日 会议拟于2009年9~10月召开
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关于“深空探测电推进技术最新进展”报告
xiaguangqing 2009-6-14 12:03
请问哪位老师和同学参加了2009年4月13日上午10点在上海交通大学机械与动力工程学院A楼F310学术报告厅由Dr. FRANKLIN R. CHANG-DIAZ (张福林博士)主讲的关于深空探测电推进技术最新进展的报告? 望告知,谢谢!
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俄罗斯科学院生物医学研究所专家来我实验室进行学术交流
lh64 2009-2-9 20:37
2008年12月中旬,俄罗斯科学院生物与医学问题研究所Y. Berkovich教授、V. Ilyin教授、A. Erokhin教授,生物物理研究所N. Manukovsky博士和克拉斯诺亚尔斯克国立农业大学S. Khizhnyak博士等作为北航引智项目聘请专家来校访问,在我课题组进行了为期三周的学术交流活动,与我们就空间植物栽培、空间微生物安全、有机废物处理等问题开展合作研究工作,取得了一些成果。 来访期间,俄罗斯专家为我校师生做了五场精彩的学术报告,详细介绍了生物再生生命保障系统中植物栽培装置的设计、植物残渣的生物处理、空间微生物安全、植物培养光源的设计,以及空间植物生理生化效应等方面的研究进展和实践经验。来自俄罗斯科学院生物医学问题研究所的专家还简要介绍了俄罗斯火星-500天地面模拟实验的进展。我校生物与医学工程学院、化学和环境学院的部分师生参加了报告会,并就相关问题展开了热烈讨论。五位资深专家同时来访,对提高我们在空间生物生态方面研究和学生培养均具有重要意义。
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