最壮观的地球卫星图片

不久前，美国航空航天局（NASA）网站栏目——一个专门收集由卫星及航天器拍摄的各类地球图片——”地球天文台”（Earth Observatory）评选出一组过去几年曾在该栏目发布过的优秀地球卫星图片（20幅）。并附有详细的说明在其栏目中公布。本刊选摘了其中的大部分图片，以飨读者。     

世界空间技术发展趋势

40多年来空间技术的进步，概括地说，运载工具运送航天器的能力从几十公斤增加到几十吨；卫星获取和传递信息能力大幅度提高，一颗通信卫星的电话由几十路增加至几万路；卫星寿命从几十天增加到几年至十几年；人在空间停留时间从几个小时增加到一年以上。总之，主要指标都提高了2至3个数量级，而价格大幅度下降。40年来空间技术的成就是巨大的，它已迅速并广泛应用于众多的领域。     

基于多视线融合的高轨近场感知队形设计

针对高轨卫星近场态势感知(near-field situation awareness, NSA)问题，提出了基于多视线(line-of-sight, LOS)融合的多星协同NSA方案，研究了考虑相对状态估计精度、光照约束等因素的NSA队形设计方法。首先，基于系统状态方程、测量方程，以及扩展卡尔曼滤波算法，构建了多LOS融合的NSA模型；然后，通过理论分析获得了LOS夹角越趋近90°,目标位置估计误差越小的NSA队形设计准则；进一步考虑光照、有界性相对运动等约束条件，提出了NSA队形优化策略，并利用罚函数法对由NSA队形优化问题转换得到的非线性规划问题进行求解。数值仿真验证了所提出的多LOS融合NSA模型、队形设计准则和NSA队形优化策略的有效性。     

宇宙航行的“免费”技巧—借助引力

当你从电视上观看火箭发射场景时，你一定会被其中的强大力量所折服。然而，“卡西尼”飞船（见本刊今年第7期）轨道的设计师们深知，现代火箭技术其实相当有限。举例而言，如果想让飞船直接往土星飞，那么它必须被以每秒10千米的高速抛向深空！发射“卡西尼”的“泰坦4型”推进器确能把“卡西尼”从地球抛向太空，不过，速度只能达到每秒大约4千米。这样，如何才能去土星呢？答案就是借助引力。简单地说，借助引力就是利用其他行星的引力来完成为飞船加速的工作。飞船速度大大增加后，最终就能飞抵土星。20世纪60年代早期，在美国航空航天…     

面向航天器大数据安全传输的发布/订阅系统设计

针对航天器试验任务过程监控的在轨故障诊断状态检测、健康状态评估与航天器寿命预测等多个环节中,海量试验数据在传输、共享、处理、分析、存储等过程中面临的巨大压力,构建面向航天器多源异构数据管理的分布式大数据发布/订阅系统(big-data publish/subscribe system, BPSS)框架。借助大数据与云平台技术,设计了一套航天器海量在轨试验数据传输、管理与缓存方案,对云节点实现主从调控与弹性扩容,并通过基于消息一致性的动态选举算法完成大规模发布/订阅任务,保证数据传输的安全性、一致性与计算效率,具备大数据订阅响应迅速、多源异构数据高吞吐稳定性、分布式组件部署灵活等优点。实地航天器数管实验结果表明,BPSS数据订阅的平均响应时延为0.05 s/GB,同时在单日吞吐量达到85 GB量级时,数据丢帧率控制在0.025%、数据破损率控制在0.018%,与其他开源的发布/订阅系统相比具备一定竞争力。     

卫星复合材料结构在轨健康监测方法

 对航天器结构中的裂纹、脱层及其他损伤进行及时且准确定位是确保服役航天器可靠、长寿命运行的必要手段。复合材料结构健康监测是确定结构完整的革命性创新技术,在航天器的结构设计、加工及维护过程中可发挥重要作用,同时能够提高安全性、降低维护成本。本文简要介绍航天器结构健康监测的国内外研究进展,并阐述结构健康监测技术在航天器上应用面临的问题。     

基于虚拟样机的太阳帆板展开动力学仿真

在ADAMS软件平台上建立了航天器太阳帆板展开过程动力学虚拟样机模型,研究了目前航天器太阳帆板典型的三种布局安装方式,分别为太阳帆板安装在航天器一侧同步展开;太阳帆板安装在航天器两侧同步展开;太阳帆板安装在四侧同步展开.对三种布局安装方式下的太阳帆板展开过程进行了动力学仿真并对仿真结果进行了比较,仿真结果可以准确的预测三种布局安装方式下太阳帆板展开过程的动力学特性以及帆板展开过程对航天器本体姿态运动的影响,可以为航天器太阳帆板布局方案提供参考,有利于初期方案的筛选,也为航天器姿态控制系统的设计以及地面试验系统提供参考依据.     

一种基于组方式权限管理策略的设计与实现

文章介绍了基于角色的权限管理模型的基本思想及工作原理,并分析了航天器故障诊断系统中权限管理的特征.在此基础上提出并实现了一种基于组方式权限管理的策略,使得系统的权限管理更加简单、安全、可靠、高效,更加符合航天器故障诊断系统的管理特点.     

轨道机动航天器SINS/GPS自主组合导航算法

为了实现空间机动目标的自主导航,提出了一种基于地心惯性坐标系的轨道机动航天器SINS/GPS自主组合导航算法.首先分析了轨道机动航天器的特点,选取地心惯性坐标系作为导航坐标系.然后建立了导航滤波器的状态方程以及量测方程,其中考虑了SINS系统平台失准角、加速度计误差、陀螺仪误差和加速度计的安装位置和航天器质心之间偏差的影响.最后进行了相关的数学仿真验证,仿真结果表明,该算法可以较准确地给出位置和速度导航信息.     

感念不平凡的历程

 通过中国科协的平台,团结、联系和引领各个行业的科技工作者,推动全体国民的科普意识的提高,如此大规模的组织机构在国际上都难以想象。