欧空局试验吸气式电推力器

正由欧空局领导的一个团队已制造出一台能从大气层上方吸入稀薄空气分子作推进剂的电推力器,并成功进行了点火试车。用大气分子来替代星上推进剂将会制造出能在极低轨道上长时间工作的新型卫星。这种吸气式电推力器还可用在其它行星大气层的外边缘,比如利用火星上空的二氧化碳。意大利西泰     

空间站先进的推进系统

本文讨论空间站控制各种类型的推进系统。研究结论是推进剂消耗量是一个重要成本因素。电推进系统具有比化学推进器最少高一个数量级的比冲,所以采用电推进系统可以大量减少推进剂质量。电推进系统适用于比较大的总冲量的任务,诸如阻力补偿和轨道转移。     

欧空局电推进系统的研制情况

进入空间时代以来,电推进系统成了欧洲的热门研究课题,原因是它的比冲要比最好的化学推进系统还高出一个数量级。尤其是1982年ESA做出决定,同意接纳RITA10在尤里卡作飞行试验,这一决定更促进欧洲电推进的研究工作,以便满足未来空间任务的要求。随着欧洲空间技术的发展,ESA目前正加速发展星际高能空间科学任务和低轨道地球观测任务。电推进系统不仅对高能科学任务非常实用,而且对于地球观测任务以及与哥伦布计划/空间站有关的其它低轨道任     

吸气式电推进系统可行条件分析

吸气式电推进系统作为有可能实现长寿命超低轨飞行的技术而被关注。根据不同轨道环境条件,采用管状结构进气道、以及机械增压的吸气方式,讨论了吸气式电推进系统所需的可行条件。分析表明,在轨高度180~240km,航天器所需总功耗与迎风面之比需要大于2kW/m2,电推力器比冲需大于4×104m/s,方可满足推阻平衡需求。分析得出,实现吸气式系统在地球轨道的运用,关键技术在于增加气体收集效率并且降低收集功耗,同时电推力器的效率还需进一步提升。     

离子推进技术发展状况

离子、等离子体推进技术的研究工作至今已有几十年的历史。前苏联的等离子体推进器已进行了50多次试验,西方发达国家在今后几年内也可望实施多次飞行试验。离子和等离子体推进器研究离子和等离子体推进器可打破常规化学推进系统的局限,因为后者使众多航天器携带的推进剂质量大大地超出其本身的质量,而离子和等离子体推进器技术则可使其质量减少20倍,甚至更多。航天器的比冲都是在一相对速度(V)下通过推进剂质量m的消耗而获得的。在化学系统中,V由于化学反应能量的效率而受到限制,目前V的最大值是通过液氢/液氧系统获得的,有效速度可达4.75km/s左     

霍尔电推进技术-促成10年后去火星

日前,中国航天科技集团公司五院502所研制的“磁聚焦霍尔电推进系统”在实践－17卫星上完成了全部在轨飞行验证工作,这是世界首套完成在轨飞行验证的“磁聚焦霍尔电推进系统”。“磁聚焦霍尔电推进系统”采用新一代霍尔电推进技术,代表着国际上目前的主流发展方向,可广泛应用于我国新一代通信、全电推进等卫星平台。相比我国目前广泛采用的化学推进系统,“磁聚焦霍尔电推进系统”技术比冲高出6倍以上,对于同样的宇航任务,电推进消耗的推进剂约为化学推进的1/6,甚至更少,可显著提升航天器有效载荷,延长航天器在轨寿命,降低航天器发射成本。     

电推进系统的过去、现在及未来

正当前,航天器主要使用化学推进系统和电推进系统。化学推进系统是在航天器内加注化学推进剂并产生化学反应,产生推力,推动火箭飞行;电推进系统是使用电能产生推力,推动航天器飞行。相比起化学推进系统,电推进系统所需要加注的推进剂少,且不必受推进剂产生/释放化学能量大小的制约,可以有效地将电能转化为动能,具有比冲高、工作时间长的优势。在太空特有的真空失重状态下,电推进系统能够长时间工作,持续做功,帮助航天器完成位置保持和轨道机动。     

等离子推进无人机的电空气动力学研究

针对一种新兴的等离子推进无人机概念开展其电空气动力学研究，并通过数值仿真论证等离子推进系统作为无人机主推力系统的可行性。等离子推进无人机的飞行原理是利用一种非对称高压电极组电晕放电实现空气电离，并通过高压电场实现离子加速，从而产生推力推动无人机飞行。相比于传统无人机，等离子推进无人机具有较低机械疲劳、飞行噪音小和能量利用效率高的优点。本文完成了等离子推进无人机组成设计，并对单等离子推进器和等离子推进无人机整体电空气动力学进行了理论研究和数值仿真。单等离子推进器数值仿真结果表明，随着工作电压的升高，单位长度推进器所能产生的推力单调递增。且在相同施加电压情况下，等离子推进器电极间隙越小，所能产生的推力越大。等离子推进无人机飞行仿真结果表明，通过优化等离子推进器结构，施加足够高的电极组电压，等离子推进无人机能够实现稳定飞行。     

ESA第4个中级科学任务聚焦系外行星性质研究

正ESA网站2018年3月20日报道,选定系外行星大气遥感红外大规模巡天(ARIEL)作为其宇宙憧憬(Cosmic Vision)计划的第四个中级科学任务。ARIEL将聚焦于系外行星的性质,研究行星形成和生命出现的条件。ARIEL任务计划于2028年由ESA阿丽亚娜6型运载火箭发射,在距离地球150×104 km的第二拉格朗日点(L2)上运行,任务周期4年。     

中国航天

<正>天舟一号飞行任务圆满成功4月27日19点07分,天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室成功完成首次推进剂在轨补加试验,标志着天舟一号飞行任务取得圆满成功。天舟一号货运飞船最重要的任务之一是进行推进剂在轨补加,俗称"太空加油"。它为长期驻留的空间站输送"养料",是我国空间站建设必须突破的最为关键的技术之一。     

Mars Express长期火星大气研究取得新发现

在欧洲遥感卫星发射30周年之际,ESA总结了该卫星编队在土地测绘、海洋监测、冰跟踪、大气感知方面取得的科学成果.于1991年7月17日发射的欧洲遥感卫星-1 (ERS-1)是ESA首个对地观测任务,也是当时欧洲有史以来开发和发射的最先进的航天器之一,为大气、陆地、海洋和冰监测领域的卫星技术铺平了道路.1995年欧洲遥感卫星-2(ERS-2)成功发射.     

火星大气进入下降着陆段测控通信关键技术研究

着眼于我国首次火星探测任务着陆器EDL(Entry Descent and Landing)飞行段高风险特性,结合火星大气和地表环境分析了这一飞行阶段的主要特点和难点,系统地回顾了国外历次火星着陆任务的基本概况和任务失败的经验教训,并以美国"好奇号"着陆任务为例介绍了EDL期间可采用的主要通信手段,详细梳理了火星大气黑障段通信策略、调制体制选择以及高动态弱信号检测处理方案等测控通信需要解决的关键技术。最后对我国首次火星探测任务的关键技术攻关,任务准备和实施提出了建议。     

欧洲成功发射无人太空飞机“过渡型试验飞行器”

<正>2015年2月11日13:40,欧洲航天局(ESA)研制的无人太空飞机"过渡型试验飞行器"(IXV)由"织女星"(Vega)运载火箭发射升空,在约348km高度与火箭分离,继续爬升到41 3km高度后弹道式再入返回,亚轨道飞行共持续100min,最后于15:19在降落伞辅助下溅落在太平洋上,标志着"过渡型试验飞行器"任务圆满完成。"过渡型试验飞行器"是ESA用于飞行试验航天器再入技术的试验台,采用无翼升力体设计,带有热防护系统,推力器和2个襟翼在再入过程中提供控制。"过渡型试验飞行器"此次亚轨道试飞任务的主要目的是收集各种系统和部组     

类X-51A飞行器纵向机动数值虚拟飞行仿真

吸气式高超声速飞行器在机动过程中,由于构型复杂,气动特性呈现强烈的非定常特性。传统基于数据库或气动力模型的飞行仿真不能准确描述机动过程中复杂的气动特性和运动规律。针对这一问题,基于现代软件分布式、模块化的发展趋势,建立了一个高效的数值虚拟飞行仿真平台。利用该平台,对一种类X-51A外形的吸气式高超声速飞行器开展了纵向机动闭环数值仿真,并与工程方法的结果进行了对比。研究发现:对于类X-51A外形的吸气式高超声速飞行器,在纵向拉起时,工程方法给出的结果可能不能完全反映非定常效应的影响。此时,应该采用更为精确的虚拟飞行方法来研究飞行器的闭环响应特性。此外,借助该仿真平台还研究了舵回路时间常数对控制系统的影响,为控制律设计提供了一定的参考。      

离子推进器对卫星姿态控制系统的干扰

本文针对离子推进器用于地球同步轨道卫星作南北位置保持的几种实用安装布置方案,分析讨论了由于离子推进器推力矢量的角误差、实际推力与名义推力之差、以及卫星质心移动离开它的名义位置所产生的干扰力矩、对应的角冲量及为补偿这些干扰力矩姿态控制系统肼推进器额外需消耗的肼燃料量;推导了在飞行任务期间估算这些量的计算公式. 从分析和计算实例的结果讨论中,还得到一些有益的结论.     

基于不变流形的地-月L2点转移轨道优化设计

在地–月L2点月球中继卫星轨道转移设计中,采用高比冲、小推力的电推进器可以大大增加卫星的有效载荷比,但会增加轨道设计的难度。基于地球GEO轨道为初始轨道,地–月L2点的halo轨道为目标轨道,通过最优控制中的混合法及平动点轨道的不变流形,研究了作为拓展任务的利用地月系统不变流形的小推力变轨方案,可以有效简化转移的轨道设计。仿真结果表明:得到了任意推力情况下最节省推进剂燃料的推力方向控制方案,对月球中继卫星的轨道设计及其平动点轨道设计具有工程意义。     

人类何时才能突破高超声速屏障

高超声速飞行在广义上可泛指在大气层中马赫数大于5的飞行。在这个意义上,飞船、航天飞机(包括美国的X-37B)、导弹的再入段,都有一段是高超声速飞行,包括它们的上升段,也有一段是高超声速飞行,但它们都没有进行高超声速巡航,遇到的问题相对简单。在本文中我们着重讨论用吸气式发动机在大气层中进行高超声速巡航的飞行器,以及用火箭助推到高空然后滑翔     

发扬创新精神 发展离子推进

发扬创新精神发展离子推进朱毅麟（中国空间技术研究院）１电推进登上应用舞台□□电推进具有比冲高、推力小、重量轻、体积小、消耗工质少和需要一定量电功率等特点。本世纪六七十年代,电热、静电和电磁三类电推进器都陆续研制成功,并进行过多次空间飞行试验和试用。但...     

从太空实现全球三维风场观测的“风神”卫星

"大气动力学任务-风神"(ADM-Aeolus,简称"风神")卫星由欧洲航天局(ESA)负责研制,旨在对地球地理气象环境进行系统探测和分析,是"有生命的行星"(living planet)长期观测框架任务中的重要组成项目。"风神"任务将实现首次对全球风场的星基直接观测,从而为气候研究和气象预报提供重要参考数据。     

固体火箭发动机讲座

火箭发动机的原理 火箭是依靠火箭发动机喷射工质产生反作用力向前推进的飞行器,火箭自身携带全部推进剂(燃料和氧化剂,它们既是能源,又是工质源),无须依靠外界工质产生推力,既可以在大气中飞行,也可以在大气层以外的宇宙太空飞行.