摘要：针对空间站出舱活动的任务剖面,从生命保障和人-服能力保障两方面分析得出空间站舱外航天服的功能需求,提出了功能基线.详细阐述了我国空间站飞天舱外航天服的研制原则,并给出了系统及主要功能单元的设计方案和验证方法.相对一代飞天舱外航天服,总结了空间站飞天舱外航天服在人服能力、使用寿命、安全可靠性和在轨维修性等方面的创新性与技术突破.同时,提出了空间站舱外航天服在工效能力、工作效能、使用寿命、电子信息技术及轻量化等方面持续改进的方向,为后续舱外航天服改进设计、登月服及未来行星探测舱外航天服的系统设计提供参考.

摘要：针对传统文本模式存在的需求域与设计域之间信息离散、关联性差、不易追溯等问题,采用基于模型的系统工程(model-based systems engineering,MBSE)方法开展载人登月系统设计。引入美国国防部架构框架(Department of Defense Architecture Framework,DoDAF),提出载人登月总体设计体系结构可执行模型的流程和方法;采用系统建模语言(system modeling language,SysML)建立了视图模型,描述了系统架构、需求模型和逻辑接口。并开展了初步逻辑仿真验证,可为载人登月系统设计和MBSE方法应用提供参考。

摘要：目的建成受控生态生保技术综合实验系统,为下一步开展受控生态生保系统的整合实验和系统内物质闭合循环实验研究构建试验平台。方法在大量方案调研、方案设计和图纸设计的基础之上,通过加工、安装和联合调试等技术手段来实现。结果该系统容积约为40m3,其舱内温度、相对湿度、氧浓度、二氧化碳浓度、总压、光照强度、光照周期、栽培基质水分含量和乙烯浓度等参数均得到有效控制,系统运行稳定;栽培系统包括左右两排,每排分为上下两层;栽培床总面积约为8.4m2,其上下垂直距离电动可调;光源为红色和蓝色两种发光二极管的组合。结论该试验平台的成功研制,为下一步开展大规模受控生态生保技术整合试验研究创造了必备条件。

摘要：目的 探讨在最终接近段交会对接控制中人、机联合控制规律，为确定其人、机功能分配提供参考。方法 建立交会对接最终接近段人、机联合控制实验系统，设定对接控制的精度要求，选用30名年龄在20—40岁的男性青年志愿者进行了最终接近段交会对接人机结合的控制实验。以姿控与推进发动机点火的累计时间和对接控制的成功率做为实验的评价指标。结果 在被试者经过一定时间的训练后，让其完成3个参数的控制任务，而其余参数由自动控制来完成时所形成的人、机结合控制时对接成功大于80．47％。此外，经过充分训练后，也有10名被试者完成了全部的位置和姿态参数控制。结论 在设计交会对接任务时，若要考虑航天员的参与作用，让其完成控制两航天器间的俯仰、偏航和滚转参数较为合适，并且可以节省燃料。如果让航天员承担全部的参数控制任务，这就要考虑两方面的条件，一是燃料有保证，二是控制的时间没有限制。

摘要：为满足空间植物培养的需求,基于空间微重力环境和平台资源约束,开展了根部水分和养分控制、栽培室大气环境控制、光环境控制等方面的空间植物栽培装置方案研究。研制了具有水分/养分供应、大气环境控制、光源、测量与控制、栽培室和根盘等6个功能模块的空间植物栽培装置。开展了装置的集成与调试,对装置各功能模块设计合理性进行验证。最后利用组合体试验平台,进行装置各功能模块集成性能验证、植物功能评价验证(生物学特性、物质和能量交换、营养品质和生物安全性等)及植物栽培流程验证(流程合理性、资源需求及保障、与环境之间的相互影响)。验证结果表明:水分供应、养分供应、大气环境控制、植物光照控制和参数测量控制等性能良好,能够满足植物培养对各类生长环境条件的需求;生菜生长旺盛,生产效率101.31 g(鲜质量)·(kWh)^(-1)·d^(-1)·m^(-2),光能利用率0.31 g(干质量)·mol^(-1)光子,富含各种营养,食用安全。装置方案和植物栽培流程合理可行,性能良好,具有较高的植物生产能力。研究结果为后续开展空间植物栽培装置研制奠定了技术基础。

摘要：交会对接飞行任务中,需要建立手控专项训练器对航天员进行训练。针对任务背景需要,研究建立了对接训练仿真中关键的轨道动力学模型、控制机构模型、测量机构模型以及GNC模型;进行了模型误差、解算误差和响应延迟等引起的天地一致性仿真偏差分析探讨,提出了解决方法。应用文中模型和误差解决方法建立的训练系统,分别进行了自主和人控模式下试验,结果表明满足训练设计指标要求,可作为工程实现重要参考。

摘要：训练用舱外航天服是航天员地面训练的重要设备之一。其中压力与通风供氧仿真是训练用舱外航天服研制成功地关键技术之一。详细介绍了压力与通风供氧仿真的设计与实现,最后通过实验验证设计与实现的正确性,成功模拟了舱外航天服使用环境中压力与通风供氧。

摘要：基于步态行走的先进航天服是面向地外探测任务的主要防护系统。结合地外探测任务的需求分析,回顾了航天服关节技术发展历程。在此基础上,总结了平地行走、慢跑等9种航天服下肢典型动作,以及适用于步态行走的运动学和动力学分析方法。针对典型动作的复杂程度,归纳了不同的腰、髋、膝、踝等关节自由度配置和结构设计方案。最后,提出了短期可能实现的腰轴承、髋关节等重点研究内容,为未来航天服活动关节设计提供参考。

摘要：冲击性加速度是人体在航空航天过程中遇到的动力因素之一,当冲击加速度超过人的耐受限度时会导致飞行员或宇航员的损伤,甚至威胁其生命安全。因此,在飞行器设计中应充分考虑人体对冲击性加速度的耐受限度,采取有效防护措施,确保乘员的身体健康和生命安全。人体对冲击加速度耐受限度的研究已经成为现代生物力学研究的焦点,本文综述该领域的研究进展。

摘要：目的解决载人航天领域多接口类型、大数据量的医学检查及锻炼数据实时采集和远程传输处理问题,实时评估航天员健康和锻炼情况。方法设计实现一个兼备实时性、可扩展性、容错纠错、通用性的远程实时健康监护系统,采用基于服务的模块化设计和多种接口通信技术,对处理模块屏蔽外设接口差异;采用多线程技术提高系统并行度和吞吐量,确保大数据量时实时性;采用外设链监机制,实现外设故障容错和自动恢复;采用自适应外设识别技术,实现外设及远程监护中心的动态管理。结果实验表明,该系统可在计算资源受限的条件下远程实时监测超声图像、心电波形等多种复杂生理参数和锻炼数据,满足载人航天实时健康监护的需求。结论该系统可实现对地理分布或不可达对象的实时健康保障,在载人航天、极地科考等领域有广阔应用前景。