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中国空间科学技术
中国空间技术研究院
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中国空间技术研究院

侯深渊

双月刊

1000-758X

010-68745321

100086

北京市9622信箱

中国空间科学技术/Journal Chinese Space Science and TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊1981年在聂荣臻元帅的新切关怀下创刊，聂帅亲自为本刊题写刊名。是中国空间科学技术人员的一个学术园地。广泛报道中国空间科学技术领域的研究成果、技术成就、学术见解和经验总结，也报道有关中国空间技术发展方向的理论探讨和技术研究，发扬学术民主、百家争鸣，开展学术讨论。
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    嫦娥六号飞行方案的任务几何规划方法

    孟占峰高珊赵峭张相宇...
    1-15页
    查看更多>>摘要：嫦娥六号任务实现了国际首次月背无人采样返回.飞行方案规划是探测器总体设计中重要的工作之一.传统的飞行方案规划方法通常将飞行方案规划转化为约束优化问题,存在着约束条件不能直接满足的缺点,并带来设计变量多、计算效率低、物理意义不明确等问题.提出了一种新的基于任务几何的飞行方案规划方法.该方法通过空间任务几何分析,充分利用地月和月地转移轨道对近月点位置的约束、日-地-月天体运动约束以及采样点与环月轨道面的几何约束,降低了设计变量维度,进而直接导出了飞行任务规划结果.该方法由于任务几何条件直接满足设计约束,因此大幅度提升了计算效率,同时还具有几何意义直观明确、设计结果易于验证等优点.该方法已经成功应用于嫦娥五号和嫦娥六号任务的飞行方案规划和轨道设计中,对后续月球探测型号也有推广和应用价值.

    嫦娥六号任务几何飞行方案规划逆行轨道月球探测

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    鹊桥二号轨道与嫦娥六号任务匹配性设计和飞行实践

    周文艳高博宇董畑姗刘德成...
    16-22页
    查看更多>>摘要：鹊桥二号整个寿命期间提供中继服务的任务有嫦娥六号、嫦娥七号、嫦娥八号、嫦娥四号,以及国际合作的月球探测任务.为了满足嫦娥六号多发射窗口下各飞行阶段的中继要求,首先从任务分析的角度介绍鹊桥二号中继星为匹配嫦娥六号任务的轨道设计过程和方法,采用环月大椭圆太阳同步冻结轨道满足了嫦娥六号通信距离、通信覆盖、发射窗口和轨道相位的需求;然后在最省燃料约束下,对各阶段轨道的运行方式和轨控策略进行优化,采用四脉冲联合优化的轨控策略,以较少的速度增量大幅改变轨道升交点、倾角和近月点幅角;最后给出了在轨飞行和对嫦娥六号中继支持等情况.鹊桥二号卫星在国际上首次采用月球低能捕获轨道,实现了环月轨道升交点赤经的大幅更改;也是国际上首次采用环月大椭圆太阳同步冻结轨道,实现了对月背南极目标的近距离、长弧段的中继.鹊桥二号飞行结果和轨道设计结果一致,保证了嫦娥六号世界首次月背采样返回任务的成功实施,设计方法可为后续深空探测任务轨道设计提供参考.

    鹊桥二号中继星月球大椭圆冻结轨道太阳同步飞行和控制月球低能捕获轨道

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    月球轨道交会对接毫米波雷达系统设计与实现

    钟兴旺杨瑞强踪念科王登峰...
    23-32页
    查看更多>>摘要：针对中国嫦娥五号无人自主月球轨道交会对接任务特点,设计并实现了一种将单通道干涉仪与转动机构融合的角捕获与跟踪测量、双单程伪码测距与载波测速、TURBO编码扩频通信多功能集于一体的毫米波交会对接雷达体制,并对该新体制雷达系统的具体组成、工作过程、测量与通信方法、设计性能及验证进行了说明.新系统具有多元信息测量与双向通信一体化、宽视场、大距离动态、测量精度高、抗多径能力强以及小型轻量化、低功耗等特点.经地面及实际在轨应用验证,该毫米波雷达系统首次实现了月球轨道无人交会对接全程高精度测量与双向通信,性能稳定,测距动态范围可达0.2m到397km,精度可达±0.017m,测角视场范围可达360°×130°,精度优于±0.07°.该系统可应用于嫦娥六号任务.

    嫦娥五号月球轨道交会对接微波雷达测量通信一体化

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    A review on recent development of space solar power

    HOU XinbinMANKINS JohnSHINOHARA NaokiCHOI Joon-Min...
    33-51页
    查看更多>>摘要：Space solar power(SSP)system,a major type of space-based power-generating equipment,is an important infrastructure providing massive,continuous,and stable green electricity by utilizing solar energy in space.Many countries and organizations consider SSP to be one of the most promising clean energy sources.The historical activities of SSP in the world are summarized.This review focuses on the significant development of SSP during the last 10 years,which is the most important period for SSP.The latest international SSP development programmes in the United States,ESA,Japan,China,UK and Korea are presented.Some significant solar power satellite(SPS)concepts proposed in the decade,including typical SPS-ALPHA,MR-SPS,CASSIOPeiA SPS,et al.,are introduced.The technical and non-technical challenges are also listed and several important in-space demonstration missions in recent years and in the near future are introduced.The conclusion is that the next 5 to 10 years will be an important period for rapidly developing the key technologies and conducting on-orbit demonstration and application.Controlling the mutual position relationship between the solar array and the transmitting antenna becomes a core issue to be considered in the innovative design of the SPS.Wireless power transmission technologies would be the demonstration focus for the first step.It is expected that the first commercial SPS would be constructed as early as 2040.
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    圆柱形模块化空间太阳能电站建设方案

    张树宁杨靖宇王尔申李自森...
    52-63页
    查看更多>>摘要：考虑现有的空间太阳能电站方案多为概念性设计,综合性能较差,提出了一种高可行性的圆柱形模块化聚光空间太阳能电站(space solar power station via cylindrical modular concentrator array,SSPS-CMCA)工程设计方案.首先,分析了各国学者和组织提出的空间太阳能电站方案,从结构、控制、外形等多角度列出了方案组合表,并归纳出一套针对空间太阳能电站设计的方案标准,再根据该标准提出一种高可行性的工程设计方案.随后详细描述了该方案的结构设计,并分析了各方面性能和1GW模型的系统参数.最后给出了该模型从地面实验到太空组装运行的全流程建设方案.

    空间太阳能电站卫星总体设计卫星网络太阳能聚光器空间组装

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    薄膜电池阵透镜式薄壁支撑杆自展开方法研究

    张恩杰王治易谢超房光强...
    64-71页
    查看更多>>摘要：透镜式薄壁杆是空间太阳能电站薄膜电池阵的主支撑杆,目前常用的控制其展开的有源驱动机构的收拢包络及质量均较大.优化支撑结构展开控制方法,提升薄膜电池阵收藏效率,是实现超大型、轻量化空间电站建设目标的重要途径之一.鉴于此,充分利用复合材料薄壁支撑杆的弹性自恢复特性,开展无源自驱动展开方法研究.首先,建立透镜式薄壁杆的仿真模型,分析薄壁杆的压扁与卷绕收拢过程力学响应,得到其收拢后的应力应变数据;然后,选用柔性粘扣作为薄壁杆的展开约束控制单元,通过仿真分析得到其剥离过程的力-位移曲线;最后,采用数据传递方法,建立带预应力的薄壁杆展开动力学模型,并在此基础上构建柔性粘扣模拟单元,分析柔性粘扣的力学性能对薄壁杆展开过程的影响.结果表明,通过调节柔性粘扣连接力,可以实现透镜式薄壁杆的无源自驱动有序展开.薄膜电池阵主支撑结构的无源自驱动有序展开,为进一步降低电池阵机构复杂度与质量、提升收纳比提供了方向指引.

    空间太阳能电站薄膜电池阵透镜式薄壁杆自驱动展开动力学

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    面向空间压紧堆叠结构的数字孪生模态试验方法

    郭聪毕清洁张澍时永鑫...
    72-80页
    查看更多>>摘要：压紧堆叠结构由于对整流罩空间利用率高、入轨后易于分离再组装等特性,在空间太阳能电站、大型天线等空间结构中具有应用潜力.压紧堆叠结构组件多、连接形式复杂,基于离散加速度传感器的模态试验方法无法监测到结构全场模态信息,对于局部连接结构的模态难以评估.因此对一种面向空间压紧堆叠结构的数字孪生模态试验方法进行了研究.首先,建立压紧堆叠结构的高精度仿真模型并进行模态分析,得到结构振型;然后,使用锤击法开展模态试验并采集加速度传感器数据;最后,对仿真分析数据和试验传感器数据进行数据融合,构建压紧堆叠结构数字孪生体,实现全场模态的实时监测.数字孪生体振型预测精度达到99.7%、基频误差为2.6%,从传感器采集数据到完成数字孪生体计算和云图显示,用时2 s.结果验证了提出方法的高预测精度和效率,表明了该方法对提升空间结构模态试验监测范围的有效性.

    空间结构压紧堆叠结构模态试验数据融合数字孪生

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    同位素热光伏电源热设计及优化研究

    苏生王旭戴承浩邱家稳...
    81-87页
    查看更多>>摘要：为控制同位素热光伏电源的热源温度,提高热电转换效率,提出了基于气凝胶离散间隔高温多层的高温热控方法,并建立了相应的热模型.对不同热源功率工况进行仿真,热源温度的计算值与试验结果吻合良好,验证了模型的准确性和适用性.利用模型分析了同位素热光伏电源热性能,结果表明:针对该构型电源,当发射器发射率为0.145、反射屏发射率为0.162时,热源温度为1078℃;热源温度随发射器发射率和反射屏发射率的下降均呈单调升高趋势;高温多层单元数小于20时,增加单元数可显著提升多层隔热性能.研究结果为同位素热光伏电源热设计和优化提供了依据.

    同位素热光伏离散间隔多层发射器发射率反射屏发射率单元数

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    充气式与机械展开式气动减速器技术研究进展

    云成虎刘党辉王建华于沫尧...
    88-97页
    查看更多>>摘要：传统的有效载荷进入、减速与着陆技术已不能满足航天事业迅猛发展的需求,充气式与机械展开式气动减速器具有可折叠、体积小、质量轻等特点,有望应用于各类航天飞行器的减速着陆.围绕充气式与机械展开式气动减速器,介绍了研究进展与现状.首先,介绍了各国开展的充气式与机械展开式气动减速器飞行试验进展情况;其次,针对充气式气动减速器,介绍了结构构型、气动力、气动热特性及气动弹性的技术研究进展;接着,梳理了机械展开式气动减速器的研究现状,围绕结构设计与优化、气动力、气动热特性及姿态控制方面的技术进行介绍;最后,对气动减速器未来技术发展提出了相关展望,为后续运载火箭子级、航天器等回收指出了一种新的可能途径.

    充气展开机械展开气动减速EDL技术柔性气动特性

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    薄膜航天器拦截空间目标的最优轨道设计

    尹一蓁康国华武俊峰华寅淼...
    98-107页
    查看更多>>摘要：针对薄膜航天器降轨拦截目标时轨道摄动影响精度的问题,提出了一种基于最优攻角与侧滑角的轨道控制优化算法.该算法首先基于薄膜航天器的轨道动力学特性,计算出降轨的可拦截区域,并判断空间目标是否处于该区域内,减小最优轨道的搜索范围;然后借鉴再入航天器控制攻角与侧滑角的策略,在薄膜航天器固定攻角的约束下,以最小脱靶量为目标函数,使用粒子群算法求解出攻角的最优解;最后针对地球非球形摄动,通过添加侧滑角,实现了对拦截轨道法向的微调,从而提高了拦截概率.仿真验证表明:在理想引力场与非球形摄动修正后的引力场中,薄膜航天器均可实现对低轨共面目标的拦截,且具有良好的末端精度.工作可为太空垃圾的清除提供一种新的思路,同时也对发展新型低成本的轨道拦截研究具有一定的参考意义.

    薄膜航天器降轨拦截攻角与侧滑角可拦截区域脱靶量

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