平面子孔径拼接测量研究

通过椭圆形(长轴为225 mm,短轴为161 mm)SiC平面反射镜的全口径面形加工测量实验,验证了一种新的子孔径拼接测量算法—子孔径拼接迭代算法(SASL算法)的有效性。用100 mm口径平面平晶的子孔径拼接测量与全口径测量的对比实验,确定了拼接测量相关参数及测量装置的精度指标。在此基础上设计了SiC平面反射镜的子孔径拼接实验,在搭建的拼接装置上实现了5次离子束迭代加工过程和最终的全口径面形测量。加工过程中的测量结果为面形误差修正提供了准确的数据,保证了最终全口径面形误差RMS快速收敛到50 nm。实验证明,SASL算法能大大放宽拼接装置对对准运动的精度要求,并能减少拼接过程对拼接结果的影响。

相位恢复测量长焦距镜面(英文)

针对长焦距光学镜面检测中测量光路长,振动干扰较大,不容易用干涉仪进行面形检测的难题,提出了一种基于相位恢复技术的测量方法.该方法用相干点光源照射被测镜,采集一系列焦点附近的衍射光强图像,然后运用相位恢复算法得到镜面面形误差分布.利用衍射光学理论建立了测量模型,并用基于Gerchberg-Saxton算法的迭代算法求解模型.然后仿真验证了光场传播模型的可靠性和测量算法的有效性,并用该方法测量了一块曲率半径8700mm,口径145mm的球面镜.通过对光强图像位置进行优化,并选择适当离焦位置的图像,最终恢复出了镜面面形.相位恢复测量的结果与动态干涉仪测量结果基本一致,并且测量装置简单,对环境要求低.

相位恢复镜面检测性能研究

在镜面面形检测中应用相位恢复技术,可以简化测量系统,增强抗震动干扰能力。为确定相位恢复镜面测量系统的性能,从两个方面进行了研究。结合提出的相位恢复测量系统,运用傅立叶光学和几何光学理论讨论硬件对测量范围的限制,确定了CCD像素尺寸与被测镜f数,CCD整体尺寸与被测镜最大像差之间的定量关系。从算法效能角度,采用单因素仿真实验考察算法对镜面误差幅度和频率的适应性。仿真结果表明,表面误差频率在31.4mm附近时算法效率较高,过高或过低都将降低算法的效率;误差幅值的影响不大,镜面误差RMS值大至六个波长,小至百分之波长算法都可以胜任。

舱外航天服不同装夹状态下有限元分析及试验验证

目的利用有限元分析的方法为舱外航天服振动试验装夹状态的选择提供有效的计算依据。方法建立舱外航天服有限元模型,通过模态分析与试验数据的比较,验证了所建模型的正确性,进而进行正弦振动下的响应分析,得出两种不同装夹状态的响应。结果通过两种不同装夹状态下的响应分析,可以得出用模拟装夹方式更接近真实安装状态,舱外服用模拟支架进行正弦振动试验更合适。结论有限元分析方法可以为产品试验提供可靠的分析数据,对于复杂结构,振动试验时尽可能真实地模拟安装状态,可以避免过试验。

美俄舱外航天服出舱活动故障分析

针对出舱活动过程中舱外航天服故障直接影响出舱任务和航天员生命安全的问题,梳理了自出舱活动以来美俄两国舱外航天服发生的故障。总结了热控系统故障、通风净化故障、压力防护故障等高发故障类型;按照故障严重性,分析了造成乘员损伤和任务终止的原因;进一步分析了改进产品性能、增加冗余备份等美俄经验,提出了提高关键产品的可靠性、可维修性等应对措施。为后续中国舱外航天服产品研制、在轨维修设计、故障对策及飞行控制策略的制定提供参考。

子孔径拼接干涉测量的精度估计方法

作为一种高精度的光学镜面测量方法,子孔径拼接干涉测量的精度指标十分重要,必须对其进行定量估计。提出将子孔径拼接干涉的结果与全口径测试结果进行对比实验,将全口径测试结果作为拼接测量结果的参考真值,讨论了拼接测量精度评价指标及其计算方法。全口径测试与子孔径拼接干涉测量的几何参量并不相同,提出将全口径测试结果与子孔径拼接结果进行最优匹配,其原理与子孔径拼接算法的原理相同。在最优匹配后计算拼接测量精度的评价指标,通过测量实验进行了验证,结果表明最优匹配后的误差指标比未经最优匹配的误差指标减小约48%,证明上述方法是一种定量估计子孔径拼接干涉测量精度的有效方法。

空间站飞天舱外航天服系统设计与验证

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.

拥抱浩瀚太空——中国女性航天员首次出舱活动

2021年11月7日18时51分,航天员王亚平随同翟志刚从天和舱节点舱成功出舱,航天员叶光富在舱内配合。乘组密切协同,历时6.5小时,先后完成了机械臂悬挂装置与转接件安装、舱外典型动作测试(机械臂上)等任务,其间两名航天员还利用携带的摄像装置互相拍照留念。11月8日1时16分,航天员安全返回天和核心舱。王亚平成为中国首位太空出舱的女航天员。