2025年, 2卷, 第6期 
刊出日期:2025-12-31
  
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    商业航天新技术进展专题
  • 商业航天新技术进展专题
    王红霞, 蔡淙, 王文静, 刘同波, 郭开心, 苏业环, 赵欣茜
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    在全球低轨星座快速发展的背景下,高效且可靠的推进技术成为规模化部署的关键。霍尔电推进因其高比冲、低成本等优势成为首选,其中,永磁霍尔推力器凭借其零静态功耗、高可靠性及结构紧凑等特点,正逐渐成为中低功率应用的主流技术路线。系统对比了永磁和励磁两种技术方案的特性,并重点针对国内某星座首次批量化应用的永磁霍尔推力器,开展了地面与在轨性能评估研究。对长期在轨遥测数据的分析结果表明,该永磁推力器工作稳定,关键参数一致性良好,成功完成了轨道控制任务,验证了在真实环境下的可靠性。为我国后续低轨星座推进系统的选型与设计提供了坚实的数据支撑与工程参考。

  • 商业航天新技术进展专题
    管政奎, 濮阳康, 李志军, 潘政雨
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    在全球商业航天浪潮推动下,遥感星座应用正加速向超大规模部署与多场景市场化转型。传统仿真工具面临模型耦合度高、扩展性不足、场景适配单一及缺乏商业效能量化能力等突出问题,难以支撑星座设计论证与运营决策。聚焦大规模多场景航天遥感卫星仿真系统构建方法,设计并实现了一套一体化、高保真、可扩展的仿真系统,该系统采用“应用层-任务层-服务层-基础支撑层”四层架构,突破超大规模星座仿真瓶颈;采用组件化与参数化融合的建模方法,实现卫星平台、光学/合成孔径雷达载荷等核心组件的灵活复用与快速配置;构建基于标准化配置文件的多场景驱动机制,支持商业测绘、农业监测等多元化场景的一键切换。该系统基于“任务驱动-资源协同-数据闭环”核心逻辑,贯通从任务解析、资源调度到数据产出的全链路,可量化任务完成率、资源利用率等商业效能指标。仿真结果表明,该系统可有效支持50~10 000星量级星座的仿真验证;与传统装备体系建模周期(通常为1~2个月)相比,该系统的装备体系建模效率能够缩短至1~2天,显著降低商业星座研制风险与运营成本,提升市场化响应速度,为我国超大规模商业遥感星座的数字化建设、任务规划优化与效能评估提供了关键技术支撑。

  • 商业航天新技术进展专题
    郝赓, 戴政, 周遇仁, 焉彬, 邱靖宇, 张振涛, 刘建, 马苏宏, 孔凡茂, 彭嗣鹏
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    针对传统运载火箭大风区载荷设计方法中,由于采用统计高空风场、各部门独立开展工作和各专业参数偏差重复考虑等因素导致运载火箭大风区飞行载荷设计结果偏大的现象,提出一种基于实测高空风的大风区概率飞行载荷设计方法。该方法集成风修弹道设计、六自由度蒙特卡洛打靶仿真、主动载荷减缓、载荷综合等技术手段,基于历史实测风场数据,给出满足一定概率的火箭各结构部段在大风区受到的飞行载荷。其优势在于直接实测高空风数据,避免参数偏差重复考虑,并综合弹道风修正和主动载荷减缓技术。目前,该技术已成功应用于ZQ-2EY2运载火箭射前准实时风修正以及ZQ-3运载火箭大风区飞行载荷设计。前者有效提高了ZQ-2EY2发射日高空风放行概率,后者则通过优化ZQ-3大风区飞行载荷降低了结构重量、提高了火箭性能。该技术的应用有效提高了运载火箭的运载能力和复杂气象条件的适应性,为进入太空提供了更多的可能与机会,推动了空间科学研究与试验的发展。

  • 空间试验
  • 空间试验
    刘光林, 余国彬, 周黎, 乔丽, 刘恩海, 周向东, 赵汝进, 廖志远, 陈元培, 王进
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    2025年5月29日,“天问”二号探测器成功发射,踏上了我国首次小行星和彗星探测的征程。此次发射通过一次任务,实现小行星2016HO3采样返回与彗星311P伴飞探测。中视场彩色相机作为“天问”二号的重要光学载荷之一,用于对小行星进行全球成像,预期可实现小行星和主带彗星的自转参数、形状、大小等物理参数的测定,探测小行星和主带彗星的形貌等科学目标。介绍了中视场彩色相机的科学探测任务、相机功能和性能指标,详细介绍了相机的光学系统设计、结构设计、电子学设计、FPGA软件设计情况,对开展的定标试验和地面验证试验及结果进行了说明。目前,相机已完成了首次在轨拍摄,获取了地球及地月合影彩色影像,相机输出图像清晰,色彩表现正常。

  • 空间试验
    陈相依, 方舟, 徐凯建, 田子涵, 尹钊
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    在轨维修是保障电子设备长寿命运行的关键要素,而焊接是在轨电子设备精细化维修不可或缺的重要环节。但在轨焊接时,焊锡膏受热挥发所产生的有害气体,对密闭舱室环境构成了严重威胁。为解决这一问题,设计了面向在轨环境的智能有害气体净化系统。通过构建基于微重力流体特性的三级净化结构,并进行机械结构创新设计,集成了机械过滤、有害气体吸附和催化氧化模块;开展电路控制系统设计,实现了净化过程的智能调控;通过COMSOL Multiphysics平台建立三维瞬态仿真模型,验证了系统在空间站典型工况下的净化效能。结果表明,该净化系统在风扇负压驱动下可形成稳定气流路径,废气净化效率高;计算结果与仿真结果相符,进一步验证了模型的合理性与准确性,为实际工程应用中有害气体净化器的设计优化提供了有效的仿真依据。

  • 空间资源利用
  • 空间资源利用
    王双雨, 郭朋真, 李雪莹, 高定坤, 陈赟, 张伟伟, 姜生元, 邓宗全, 李丽芳
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    随着深空探测任务的不断推进和月球基地建设的深入开展,月球水冰的原位提取技术成为实现资源自给、降低运输成本、保障长期驻留的重要途径。月球永久阴影区被认为是水冰最可能赋存的区域,但受限于月壤导热性极低、真空环境下存在升华损失以及会形成隔热层等因素,水冰高效提取仍面临巨大挑战。系统回顾了月壤水冰升华现象的物理机制与实验模拟方法,梳理了当前主流的原位加热提取方法,包括插入式加热、微波加热和太阳光加热技术的研究进展与应用前景。重点分析了升华滞后效应对提取效率的影响,并探讨了文献中提出的低温恒温加热策略、水冰粒径与热场耦合模型以及设备布局优化等研究方向。在此基础上,展望了未来月球原位资源利用系统的发展趋势,并强调需加强升华现象与实际月壤特性的耦合建模及地面环境模拟实验的验证,以推动水冰提取技术向高效、可持续方向发展。

  • 空间碎片与空间环境
  • 空间碎片与空间环境
    梁桂林, 梁秀娟, 康庆, 宋政吉, 田坤黉, 温跃杰
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    小行星监测技术是构建小行星防御人类命运共同体的基础,深入研究近地小天体监测技术是保护人类自身发展与生存的必要手段,也是在攸关全球安危的重大事件面前掌握自主决策权、在国际航天事务中拥有话语权和主导权的关键举措。因此,深入调研分析了国外主要地基监测系统和天基监测系统的硬件组成、探测目标、任务场景、工作模式、科学贡献、技术特色和亮点等,从而研究提出小行星监测的未来发展态势。最后,结合我国在该领域的发展现状,从顶层设计、技术布局、科学发展、任务实施与国际合作等方面提出了系统性措施建议,为我国应对近地小行星撞击风险,提升近地小行星监测能力提供参考。

  • 空间碎片与空间环境
    柯发伟, 文雪忠, 李晶, 龙耀, 廖东骏
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    为实现弹道靶试验模型飞行过程中参数连续、直接测量,需对试验模型进行软回收。随着弹道靶超高速模型速度和质量的增大,模型软回收的难度增大,对模型设计和回收系统设计提出了更高要求。为实现发射速度3.0 km/s以上模型软回收,总结了模型/弹托的设计要求,实现了减速回收过程中模型的完整性;总结了模型的防热设计方法,保护了模型内部数据存储部件。通过设计布置的软回收装置,实现了质量837 g、发射速度3.3 km/s的弹道靶模型安全软回收,并获得了模型发射、飞行及回收过程中加速度、表面压力和温度等弹载测试数据。基于弹道靶气动力测试需求和模型软回收技术,提出了软回收弹道靶试验模型、重复使用方法。