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空间探测小型质谱仪关键技术研究

质谱学报 2016年第3期37卷 247-254页

作者：杨先卫潘礼庆王劲东罗志会谭超赵华三峡大学磁电子与纳磁探测研究所湖北宜昌443002 中国科学院国家空间科学中心北京100190 航天部五院五所北京100190

小型质谱仪的理论和应用研究对于空间探测具有非常重要的意义,针对商用质谱仪存在的缺点,采用静电双平方离子势阱和离子聚焦技术设计了空间有机分子小型质谱探测器。探测器由质谱传感器、分压控制电路及微电流检测放大电路构成。圆柱形... 详细信息

小型质谱仪的理论和应用研究对于空间探测具有非常重要的意义,针对商用质谱仪存在的缺点,采用静电双平方离子势阱和离子聚焦技术设计了空间有机分子小型质谱探测器。探测器由质谱传感器、分压控制电路及微电流检测放大电路构成。圆柱形传感器腔体内置多个不同电位的环形电极,在腔体轴向上形成双平方离子势阱,离子在势阱中可形成稳定振荡,振动频率与离子质量成一定的反比关系。通过测量法拉第杯产生的电信号,经FFT提取振动频率,从而探测有机分子质量。在理论上,其主要技术指标为：质量扫描范围m/z1~2 000,分辨率〉400,灵敏度〉100cps/ppb,总质量〈4.5kg,功耗〈5 W,码速率〉1.5kbps。初步调试结果验证了该技术具有一定的可行性,后期可通过对离子源及其与质谱传感器配合的研究来完成整机的具体性能指标测试。

关键词：空间探测质谱仪静电离子势阱微电流检测

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空间探测原子磁强计的主动磁补偿实验

航空学报 2014年第9期35卷 2522-2529页

作者：楚中毅孙晓光万双爱房建成北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191 北京航空航天大学惯性技术国家级重点实验室北京100191

在空间探测过程中,采用高灵敏无自旋交换弛豫(SERF)原子磁强计在行星表面进行磁场测量是原位物质成分分析的有效手段之一。为了提高SERF原子磁强计的磁场测量灵敏度,必须减小外界磁场扰动对其原子自旋SERF态质量的影响,基于SERF原子磁... 详细信息

在空间探测过程中,采用高灵敏无自旋交换弛豫(SERF)原子磁强计在行星表面进行磁场测量是原位物质成分分析的有效手段之一。为了提高SERF原子磁强计的磁场测量灵敏度,必须减小外界磁场扰动对其原子自旋SERF态质量的影响,基于SERF原子磁强计的测量原理,设计了一套主动磁补偿系统。首先,通过测量驱动激光光强获得3个方向的磁场信息;在此基础上,控制电流源和线圈主动产生一个与外界磁场扰动大小相同、方向相反的磁场来补偿扰动,以提高原子自旋SERF态的质量;最后,结合现有的SERF原子磁强计实验平台进行了实验验证。实验结果表明,与手动补偿方式相比,采用本文所述的主动磁补偿系统,可以实时跟踪磁场补偿点,降低系统信号的噪声,补偿了外界磁场的扰动,验证了磁强计主动磁补偿技术的有效性,为后续样机的研制奠定了技术基础。

关键词：磁强计原子主动磁补偿物质成分分析无自旋交换弛豫空间探测

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空间探测相控阵雷达系统中的任务规划算法

系统工程与电子技术 2007年第10期29卷 1631-1634页

作者：卢建斌胡卫东郁文贤国防科技大学电子科学与工程学院ATR重点实验室湖南长沙410073

针对空间探测相控阵雷达系统,提出了一种观测任务规划算法。首先,建立了观测任务模型和观测任务资源占用模型;其次提出一种多任务并行截止期越早越优先(multi-task parallel earliest deadline first,MTPEDF)调度算法来解决观测任务规划... 详细信息

针对空间探测相控阵雷达系统,提出了一种观测任务规划算法。首先,建立了观测任务模型和观测任务资源占用模型;其次提出一种多任务并行截止期越早越优先(multi-task parallel earliest deadline first,MTPEDF)调度算法来解决观测任务规划,该算法综合考虑雷达的搜索任务与跟踪任务来进行系统资源的分配。对于跟踪任务,算法结合目标的过境时间以及当前系统的负载情况,以此来确定雷达对该目标的观测时间段;最后给出了算法的评估方法。利用在轨的2 886个空间目标进行仿真验证,仿真结果表明算法可以较好地利用系统时间资源,合理安排雷达观测任务。

关键词：空间探测相控阵雷达任务规划算法

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空间探测烧蚀防热材料应用及趋势

宇航材料工艺 2021年第5期51卷 34-40页

作者：梁馨方洲邓火英罗丽娟毛科铸航天材料及工艺研究所北京100076

综述了国内外空间探测器烧蚀防热材料的种类及其应用情况,美国主要包括高密度酚醛/玻璃钢、蜂窝增强烧蚀防热材料、PICA及PICA-X以及高密度碳酚醛材料等,国内则主要包括酚醛/尼龙、蜂窝增强烧蚀防热材料和NF材料,介绍了这些材料所应用... 详细信息

综述了国内外空间探测器烧蚀防热材料的种类及其应用情况,美国主要包括高密度酚醛/玻璃钢、蜂窝增强烧蚀防热材料、PICA及PICA-X以及高密度碳酚醛材料等,国内则主要包括酚醛/尼龙、蜂窝增强烧蚀防热材料和NF材料,介绍了这些材料所应用的探测器、气动加热环境、防热材料性能和防热结构成型技术。总结了美国空间探测防热材料研制中出现的两次烧蚀异常及导致的探测器选材变化,可见防热材料与热环境耦合关系复杂。同时介绍了我国针对防热材料抵御异常损伤开展的部分工作。最后对空间探测防热材料的应用与发展做出了展望。

关键词：空间探测烧蚀轻质防热结构

对空间探测雷达网的多机协同航迹欺骗干扰方法

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电子与信息学报 2023年第2期45卷 585-591页

作者：赵艳丽李宏杜嘉薇徐阳 63891部队洛阳471000

该文提出了针对空间探测雷达网的高逼真的多机协同航迹欺骗干扰方法。首先对问题进行了约束条件分析,提出多干扰机在大气层外飞行过程中保持构型不变的协同飞行思路;其次,推导计算了多干扰机的初始状态和多干扰机的干扰延迟时间;接着,... 详细信息

该文提出了针对空间探测雷达网的高逼真的多机协同航迹欺骗干扰方法。首先对问题进行了约束条件分析,提出多干扰机在大气层外飞行过程中保持构型不变的协同飞行思路;其次,推导计算了多干扰机的初始状态和多干扰机的干扰延迟时间;接着,给出了高逼真航迹欺骗干扰措施的设计流程和实施流程。最后,进行仿真实验并进行总结。仿真结果表明,所提方法能对空间探测雷达网形成有效的高逼真欺骗航迹。

关键词：航迹欺骗多干扰机协同雷达网空间探测

主被动复合驱动空间探测柔性伸杆机构的参数匹配

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航空学报 2014年第1期35卷 268-278页

作者：楚中毅雷宜安北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191 北京航空航天大学惯性技术重点实验室北京100191

基于主被动复合驱动的思想提出一种大伸展/收拢比、高载荷/自重比的新型伸缩式伸杆机构,以满足微纳探测器的实际应用需求,用于支撑各类探测载荷远离航天器本体,避免本体剩磁对空间待测信号的干扰,保证探测数据的准确性。首先,探索描述... 详细信息

基于主被动复合驱动的思想提出一种大伸展/收拢比、高载荷/自重比的新型伸缩式伸杆机构,以满足微纳探测器的实际应用需求,用于支撑各类探测载荷远离航天器本体,避免本体剩磁对空间待测信号的干扰,保证探测数据的准确性。首先,探索描述被动驱动源(弹簧铰链)的力矩驱动特性;然后,分析柔性伸杆的弯曲、扭转、压平和卷曲等力学性能。在此基础上,结合建立的柔性伸杆伸展速度、负载动能、弹簧铰链势能及主动驱动(电动机)力矩等参数的能量流约束方程,进行主、被动驱动和柔性伸杆的参数匹配研究;最后,利用有限元软件仿真和样机平台实验验证了参数匹配的合理性。仿真与实验结果表明,针对主被动复合驱动的空间探测柔性伸杆机构,通过合理的参数匹配,可实现柔性伸杆无褶皱地平稳伸展和收拢,为后续的机构设计和控制方案奠定了基础。

关键词：伸杆机构主被动复合驱动参数匹配能量约束空间探测

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空间探测磁强计安装部件的力学特性分析

空间科学学报 2011年第1期31卷 112-117页

作者：庄红超王劲东王柠史荣李岩燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 中国科学院空间科学与应用研究中心北京100190 齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院齐齐哈尔161006

对某深空探测器中的有效载荷——高精度磁强计的安装部件进行了有限元分析,分别获取了磁强计安装部件在升空过程中承受40g加速度冲击载荷以及-180～75℃的极限温度情况下,在x,y,z方向上的最大应力和最大位移,给出了由于磁强计安装部件... 详细信息

对某深空探测器中的有效载荷——高精度磁强计的安装部件进行了有限元分析,分别获取了磁强计安装部件在升空过程中承受40g加速度冲击载荷以及-180～75℃的极限温度情况下,在x,y,z方向上的最大应力和最大位移,给出了由于磁强计安装部件的变形而导致的三个探头在x,y,z方向上的偏转角度,采用扫频实验法分析了磁强计安装部件的频谱特性,为空间探测磁强计的设计提供了依据.

关键词：空间探测安装部件设计应力应变分析磁强计

空间探测中动态运动对双向时间交换测距的影响

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电讯技术 2015年第4期55卷 430-434页

作者：张美婷陆波邵庆军航天东方红卫星有限公司北京100094

为了提高动态运动条件下双向时间交换测距(TWSTT)的精度,满足航天器间高精度自主测量的需要,在传统相对静止模式的基础上,分析了空间探测中目标间动态运动对双向时间交换测距的影响,针对两种典型的运动场景,分析了相对运动影响测距的机... 详细信息

为了提高动态运动条件下双向时间交换测距(TWSTT)的精度,满足航天器间高精度自主测量的需要,在传统相对静止模式的基础上,分析了空间探测中目标间动态运动对双向时间交换测距的影响,针对两种典型的运动场景,分析了相对运动影响测距的机理,推导了动态运动条件下的距离解算公式。分析和仿真结果表明:相比传统静止模式,动态条件下的距离解算增加了目标间的相对速度、运动方向及相对距离等影响因素,如果在距离解算时忽略了上述因素,则将引入相应的测距误差,而且相对运动速度越大、相对距离越远,引入的测距误差越大。

关键词：空间探测航天器间自主测量双向时间交换测距动态运动测距误差

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中国空间探测领域40年发展

空间科学学报 2021年第1期41卷 10-21页

作者：顾逸东吴季陈虎范斌焦维新刘建波孟新肖国青袁洪袁利张晓敏张效信赵光恒周徐斌朱振才中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094 中国科学院国家空间科学中心北京100190 北京空间机电研究所北京100094 北京大学地球与空间科学学院北京100871 中国科学院空天信息创新研究院北京100094 中国科学院近代物理研究所兰州730000 北京控制工程研究所北京100190 北京理工大学宇航学院北京100081 中国气象局国家卫星气象中心北京100081 上海卫星工程研究所上海200245 中国科学院微小卫星创新研究院上海201210

中国空间科学学会成立的40年,是中国空间探测逐渐走进世界舞台的40年,空间探测极大推动了空间科学和相邻学科的发展,也影响到经济、军事和日常生活诸多方面.本文简要回顾了从空间探测专业委员会成立的1980年至今,中国空间探测领域的主... 详细信息

中国空间科学学会成立的40年,是中国空间探测逐渐走进世界舞台的40年,空间探测极大推动了空间科学和相邻学科的发展,也影响到经济、军事和日常生活诸多方面.本文简要回顾了从空间探测专业委员会成立的1980年至今,中国空间探测领域的主要发展历程,包括探空火箭、高空气球、科学卫星、月球与行星探测、载人航天空间探测、遥感卫星地面站等主要项目、进展和所取得的成果,对未来若干年空间探测的发展进行了展望.

关键词：空间科学空间探测高空气球空间科学卫星