2019年临近空间科学技术热点回眸

 概述了2019年临近空间科学技术的研究热点：在临近空间原位进行科学探测的高空科学气球扮演了主角;其他临近空间飞行器在平台技术研究与试验方面也取得了不同程度的进展;多型高超声速飞行器已经装备部队;太空旅游商业公司维珍银河上市,商业化的太空旅游又近了一步。     

探空火箭的发展现状及趋势

探空火箭是临近空间唯一的实地探测工具,是中高层大气立体剖面探测和微重力科学实验的有效手段和新型有效载荷及其新技术、新器件、新材料的验证平台,目前已广泛应用于空间天气预报、中高层大气研究、临近空间环境研究、微重力条件下的材料加工、高空生物学研究、地球资源勘探等诸多领域,具有其他飞行器不可替代的优点和作用。本文综述了探空火箭的科学地位及其在国内外的发展现状、各个国家的应用情况,重点阐述了探空火箭在美国、日本、欧洲和中国的研究与使用状况,分析和总结了火箭探空的发展趋势。并提出了发展中国火箭探空技术的建议：组织火箭探空发射活动,开展中高层大气和电离层的直接探测,进行空间有效载荷和元器件的短期飞行试验,微重力试验和空间生命科学试验,以及空间飞行试验。为中国空间科学探测技术的发展提供经济有效的手段。     

临近空间飞行器在空间通信中的应用

临近空间飞行器凭借其突出的优点,在空间通信方面有着广阔的应用前景。本文在分析临近空间飞行器的分类方法和各自特点的基础上,论述了多种临近空间飞行器作为通信平台的优缺点、通信栽荷的选择与发展方向和临近空间通信平台的应用方法。通过介绍国际上,特别是美国在临近空间通信系统研究应用方面认识与发展的历程,和近年来主要军事大国在临近空间通信平台方面所进行的试验与研究的进展情况,得出了我国发展,临近空间通信系统的必然性和可行性。     

临近空间C4ISR系统

临近空间是一个新的应用空域,临近空间飞艇机动灵活,造价相对低廉,可有效弥补军用航天器和军用航空器的不足,将其作为C4ISR系统的承载平台应用于情报收集、监视以及通信保障很有发展前景,具有重要的应用价值。随着局部行动日益增多的迫切需要,各国对飞艇的研发和应用越来越热衷,有力的推动了临近空间飞艇的发展。本文通过对局部武装行动和临近空间平台特点的分析,阐述了临近空间C4ISR系统应用于局部战术侦察、监视和通信中的特点和优势;详细调研了国外临近空间C4ISR平台发展现状,进而归纳总结临近空间C4ISR系统平台的关键技术问题：从战技术层面．分析临近空间飞行器在局部行动C4ISR系统中的应用。     

一种临近空间长航时定点驻留高空飞艇

 临近空间高空飞艇飞行于距离地面20~50 km 高度的平流层空间,能够实现长航时飞行以及高空定点驻留,在长期驻空、高空探测、定点驻留、战效评估、导弹防御、电子对抗等诸多领域具有广泛的应用前景。随着轻质高强蒙皮材料的研制和循环太阳能源技术的发展,发展临近空间飞艇成为当前研究的热点。美国、中国、欧盟、日本、韩国等许多国家都投入了大量经费研制临近空间飞艇,已经取得了一定研究进展。     

用于精确导航和通信的高空平台

为实现精确导航和通信,提出了高空平台应用的一种设想。这种高空平台的高度在一般的飞机飞行高度之上,在卫星的高度之下,高度大约为15~75 km。它们可以是相对地面处于静止状态,也可以处于飞行状态。对平台的工作范围、平台之间的时间统一进行了分析和研究,提出了高空平台可作为伪卫星的两个作用。     

飞行器高空下落散热数值模拟及试验研究

针对飞行器高空下落变环境下电子设备散热需求,对飞行器散热符合性进行数值模拟及试验研究。计算飞行器从高空下落的运动规律,对飞行器模型进行边界层及瞬态热分析。划分下落高度,分阶段等效速度、环境参数对飞行器散热情况进行数值模拟。同时,合理等效试验模型,设计真空舱试验,模拟飞行速度、环境参数分阶段进行瞬态热测试;对比数值模拟结果与试验温度数据,两者基本一致,相差2.5%,结果表明数值模拟和瞬态热测试方法合理准确,为飞行器高空下落传热数值模拟及瞬态热测试提供了新思路,新方法。     

2020年临近空间科技热点回眸

 围绕“认得清、留得住、飞得灵、用得好”的发展目标，概述了2020年临近空间科学技术的研究热点：中国、日本、法-美联合在临近空间实验探测与科学认识方面取得了一定进展；以“留得住、用得好”为目标的临近空间低动态飞行器及其应用技术取得显著成绩，日本软银公司“太阳滑翔机”和韩国EAV-3为太阳能无人机的发展注入了新的活力，美国谷歌公司Loon气球创造了可控驻留区域更精细、持续飞行时间更长、商业应用客户更多的新记录，航空和电信领域十多个巨头加入成立的HAPS联盟有助于推动临近空间长航时平台沿着“用得好”的方向健康发展；以“飞得灵、用得好”为目标的临近空间高动态飞行器及其应用技术方面，超声速亚轨道商业旅行再次推迟，俄罗斯已基本形成陆、海、空基多样化发射与远、中、近程多型号搭配的高超音速打击能力。     

临近空间太阳能无人机在应急通信中的应用

 临近空间太阳能无人机飞行时间长、飞行高度高，结合通信载荷可在临近空间形成空中通信服务系统，在应急通信领域具有巨大的应用前景。介绍了国内外太阳能无人机平台的发展现状及其在通信方面的应用情况，通过分析基于太阳能无人机的通信系统的特点、应用方向，提出了基于太阳能无人机通信系统的3种典型应用场景，探讨了其关键技术及效益。研究表明，利用太阳能无人机平台可构建临近空间通信系统，实现持久广域的通信覆盖，使用灵活，可在应急通信领域发挥重要作用。     

空间机动平台的类型与特点及军事应用分析

空间机动平台是新型军事平台,将成为联合作战空间的重要组成部分,可有效弥补军用航天器和航空器的不足,提高武器装备联合应用能力,增强整体作战效能,具有重要的军事应用价值。本文介绍了空间机动平台中近地空间飞行器的概念;依近地空间飞行器的方式、原理,归纳了近地空间飞行器类型及特点,并对近地空间飞行器的军事应用进行了分析。     

2021年国际空间站科研与应用进展

 回顾了2020年10月至2021年10月国际空间站在技术开发与验证、物理科学、生物学与生物技术、教育和文化活动、人体研究及地球与空间科学6个领域的科研与应用情况,分析了各领域的代表性新实验,盘点了这一时期取得的亮点研究成果。分析表明,2021年国际空间站继续开展大规模的科研与应用活动,美国、日本、欧洲和加拿大的航天机构在6大研究领域支持开展了313项实验,其中在国际空间站首次开展的新实验超过40%。同时,国际空间站正处于科研与应用产出高峰期,6大研究领域都持续产出新的亮点科研成果,例如微重力生物采矿表现更好、观测地球蓝色喷流等,吸引了全球科技界的广泛关注。     

深空探测的现状、展望与建议

 回顾了人类深空探测的历史,探讨了人类深空探测的科学动机、技术挑战和可持续发展的路径,并对中国未来深空探测的发展提出了相关建议。     

太空制造技术发展现状与展望

太空制造技术被世界各航天强国公认为是人类提升地外活动能力、开展深空探索任务的战略性关键技术之一,因而其也已成为世界主要航天强国最活跃的科学与应用前沿之一.空间站运营、月球基地建设、深空探测等任务对太空制造技术提出了更多的需求和更高的要求.特别是太空特有的长时微重力、强辐照、高真空等环境特点给太空制造技术带来了新的科学和工程问题.同时,太空任务中的特殊应用场景对制造精度、制造装置的功耗和尺寸及智能化等提出的要求也面临着技术挑战.本文概述了国内外太空制造的主要技术研究进展,着重介绍了基于高分子材料、复合材料、金属、陶瓷、生物等材料的太空制造技术发展,讨论了未来太空制造技术的几个主要方向和趋势,为我国太空制造技术领域的发展提供参考.     

氮化硅陶瓷刀具的发展和应用

文章介绍了氮化硅陶瓷刀具的发展现状 ,阐述了氮化硅陶瓷刀具的切削性能及其在实际应用中须注意的问题 ,为在机械加工行业中推广应用陶瓷刀具作了初步的探讨     

植物抑制空气中细菌作用的研究进展

从研究方法、研究内容和目前已取得的主要成果、存在的主要问题入手，对植物抑制空气细菌作用的研究现状和发展趋势进行了总结与分析。结果表明，目前主要的研究范畴是研究方法的探索及定性的理论研究；而植物抑制空气中细菌作用的机理与定量研究，特别是其在绿地景观配置方面的应用将成为今后主要的研究方向。     

国际基于立方星平台的空间科学发展态势及启示

 空间科学主要是基于航天器平台获取实验数据、实现科学发现的重大前沿基础研究。中国实施了"悟空""慧眼"等一批较大的科学卫星任务。阐述了国际上重要科学发现和成果，提出当前国际上已认识到立方星在空间探索与发现中的重要作用；总结了美欧等航天强国和机构已实施和论证的若干立方星科学探测计划及取得的有影响力的原创科学成果，以及中国立方星技术演示验证和商业航天已取得的进展；提出了中国空间科学界应进一步关注立方星的发展，利用立方星平台开展研究，与传统大中型空间科学卫星形成互补，增强并拓展相关领域的探测能力，有效降低任务难度并缩短研制周期，促进中国空间科学取得更多重大发现和突破。     

山西省科研院所专利发展现状与对策

在对山西省内外的科研院所专利情况进行统计分析和比较的基础上,指出山西省科研院所专利量少并且结构不合理,提出了增加山西省专利申请量应采取的措施。     

花岗岩地层地铁隧道盾构孤石探测及处治新方法

在花岗岩地层地铁隧道盾构掘进过程中,经常遇到“孤石”导致盾构刀盘卡住及损坏的情况,目前国内外尚未找到有效途径解决这个问题。提出了采用“微动探测+加密地质补勘钻探+地面钻孔爆破”的全套地铁隧道盾构孤石预测及处治新方法,详细阐释了新方法的原理及实施步骤,并将其应用于具体工程实例。通过获取已揭露“孤石”的H/V曲线形态特征,来解译和判断盾构前方“孤石”的分布形态,根据解译成果对预测“孤石”位置进行加密地质补勘钻探,验证和修正解译结果的准确性,在探明盾构前方“孤石”分布位置及大小后,采取地面钻孔爆破或冲孔的方法最终破除孤石。工程应用结果表明,该方法取得了很好的效果,能够为微动探测理论的发展及孤石探测工程应用提供科学合理的指导。