摘要：原位资源利用技术是地外生命保障体系构建、实现人类地外生存的有效途径,是载人深空探索的核心技术。基于微通道技术的人工光合成反应器,采用流动反应器设计,用于低微重力等特殊环境条件下模拟人工光合作用,实现CO2向O2和含碳燃料的转化。微通道芯片通过气液剪切作用力使气体反应产物快速脱离电极表面并随反应介质排出反应器,理论上可以克服微重力条件对反应过程的影响,尚需进行微重力试验进行验证。同时,微通道结构可以通过精确控制反应气液的压力、流速、流量比等反应条件,获得优化的反应条件。通过地面试验,验证了该反应器将CO2还原为O2和含碳化合物的功能可行性。以Au和Ir/C作为阴极和阳极材料,3 V电压条件下,O2产率可达11.74 mL/h。此外,基于人工光合成反应器搭建了集反应模块、控制模块、流路驱动模块以及检测模块等于一体的地外人工光合成装置,形成原位反应、介质供给、精确控制、在线收集和检测等功能一体化的系统,并实现CO2有效转换和O2供给。为后续技术成熟度更高的反应装置研制、高产物选择性的含碳化合物转化以及人工光合成反应装置在轨试验奠定了理论和实践基础。

摘要：针对深空探测任务中电推进系统需要设置多个工作点、推力分级输出的需求,研究多模式电推进约束下的小行星探测转移轨道优化设计问题,分析推力分档对转移轨道的影响,建立小推力转移轨道动力学模型和优化模型;提出一种基于直接法的轨道优化策略,包括优化模型离散化、初值生成、序列二次规划(SQP)算法进行局部优化,并引入粒子群(PSO)算法搭配SQP算法提高初值的搜索效率和解的全局最优性;通过一次火星借力交会颖神星(1974 QU2)为例进行仿真分析.结果表明,所提优化策略能够有效解决多模式约束下的小推力转移轨道优化设计问题,具有良好的收敛性,在工作功率区间内,增加推力档数能够提高能源利用率,降低燃料消耗量,缩短推力器的开机时间,同时在非工作功率区间内应避免无效的分档.

摘要：深空探测的上合阶段(superior solar conjunction,SSC),太阳强辐射成为影响地面站接收噪声温度计算分析的关键性因素之一。针对太阳辐射引起的高传输误码率甚至通信中断问题,以火星探测为例,提出一种定量化计算环火段太阳-地面站-探测器夹角∠SEP的方法,结合角度关系分析了环火段SSC阶段太阳对链路产生影响的原因,重点分析了地面站接收太阳噪声温度与空间链路、空口参数以及天线波束特性之间的关系。研究及仿真试验表明,当天线口径一定时,地面站的接收噪温峰值T smax和太阳对地面站的影响时长t i均与通信频率成反比;在通信频率一定时,T smax与天线口径成正比,t i与天线口径成反比;当天线口径固定为34 m时,S频段下的T smax高达12830 K,是Ka频段下的1.8倍,S频段的t i比Ka频段下的t i表现在∠SEP上延长近0.5°。当通信频率固定为S频段时,70 m口径天线与18 m口径天线相比,T smax高出1920 K,但是t i表现在∠SEP上缩短约0.53°。结合太阳辐射对通信链路的影响分析,给出了不同∠SEP下的链路参数设计建议,为火星探测链路中的参数设置提供参考。

摘要：基于机电热一体化的设计思想,研制了结构紧凑、质量轻、定位精度高的扫描驱动机构。通过设计一套长寿命轴承的精密轴系,实现扫描镜低转速高精度的长寿命运行。从仿真和试验两种手段充分验证驱动机构性能。试验结果表明,该扫描镜驱动机构满足成像仪的各项指标要求,能够满足高质量的成像要求。

摘要：针对空间低照度成像条件下卫星光学图像信息受损严重的问题,提出了一种基于生成对抗网络的空间卫星低照度图像增强方法,提高了图像的平均亮度及对比度,恢复图像细节信息,为图像识别等图像处理技术提供更高质量的数据信息。首先,设计了一种密集连接的生成器,加强了各特征提取阶段中的信息传递以及多层特征的融合,减少了特征信息的损耗,更好地提取正常照度图像及低照度图像中相似的语义信息;并结合EnlightenGAN的思想,采用了全局-局部辨别器结构,使图像增强效果更自然。然后,在少量样本的条件下,利用非配对样本对该方法进行训练,并通过对输入图像进行随机缩放及翻转等数据增强方法提高模型训练效果,进而提升低照度图像增强性能。最后,对所提出的空间卫星低照度图像增强方法进行了仿真验证。试验结果表明,在空间低照度条件下,该方法在NIQE指标上较LIME及EnlightenGAN分别降低了1.034和0.699,保留了更多的图像细节,具有更高的整体和局部亮度、更高的对比度以及更自然的增强效果。

摘要：随着高轨卫星的广泛应用,其轨道精度需求越来越高。本文基于星载GNSS测量,仿真分析了位于倾斜地球同步轨道的SAR卫星定轨精度。结果表明,在满足信号可见性的条件下,IGSO卫星可见GPS+BDS导航星数平均约20颗,PDOP值在1~2之间;利用星载GNSS伪距/载波相位测量值可以得到优于1 m的高轨SAR卫星定轨精度,高阶勒让德误差波动小于10 mm;太阳辐射压摄动对轨道影响较大,10^(-8)m·s^(-2)量级的模型误差最大可使定轨精度降低一个量级。

摘要：基于“嫦娥五号”(Chang'E-5,CE-5)月面无人采样返回钻取子系统,针对浅层松散剖面月壤取样难点,开展了钻取实验研究,实验结果表明钻进参数控制的钻压力是影响进样效果的关键特征量;建立了钻具与月壤相互作用有限元模型,通过对钻具周边的月壤应力场分析厚壁螺旋钻具进芯机制,发现排粉压力与进芯阻力之间的博弈关系是控制螺旋钻具进样的关键因素。对月壤与钻具之间的相互作用机理得到进一步认识,可为“嫦娥六号”及未来深空探测任务中采样作业规程提供技术支撑。

摘要：针对高支撑刚度、大推力输出的需求,提出了一种双音圈差动结构、轴向支撑的新型音圈作动方法,实现了在紧凑结构空间内磁能的最大化利用,提高了音圈电机的效能。首先进行了结构设计,利用两块环状永磁建立了内外圈两个工作磁隙,每个工作磁隙采用一组差动音圈。然后进行了磁场设计,进行了有限元模型分析,以磁场均匀性和磁场强度为目标进行了结构参数的优化。最后,加工制造出样机,进行了实际的输出力特性测试、频率特性测试,测试结果表明:该差动音圈电机具有较高的推力,在运动范围内,推力平稳,效能满足设计预期。

摘要：针对宽频带振动隔离的需求,提出了一种液压阻尼-弹簧-音圈电机串联的减振混合作动技术,实现了在0.1~500Hz较宽频带内振动隔离的方法。在结构设计的基础上,建立了液电混合作动的数学模型,对模型的各个参数进行了分析。用实际尺寸的结构有限元模型进行了电磁仿真验证,证明了电磁推力的符合性。使用样机进行了实际的输出力特性测试、位移跟踪测试和频率特性测试。测试结果表明:该作动技术可以实现0.5Hz频率的有效输出力跟踪和位移跟踪。

摘要：某星载微波成像仪内部单机发热量大且单机安装密集,同时因其在星上布局限制导致散热条件恶劣。为确保成像仪内部各单机满足温度指标要求,保证微波成像仪正常在轨工作,基于多个空间热环境工况开展轨道外热流分析,通过合理散热路径设计,采取主被动结合方法进行热控设计。运用Thermal Desktop软件对热控方案进行热仿真验证,并将得到的温度场数据映射到有限元模型中进行天馈系统结构热变形仿真计算。结果表明,单机温度水平符合成像仪温控要求,天线反射面变形较小,满足设计要求。