地外建造研究进展与科学技术挑战

随着深空科学与深空探测技术的不断发展,NASA、ESA以及其他一些国家纷纷提出地外空间中长期驻留设想及其地外建造相关计划。该文梳理了国内外地外建造相关战略,系统分析了地外建造的概念内涵及其发展;总结了地外建造结构设计、材料制备和建造工艺装备三方面研究进展;进而分析指出地外建造关键科学技术挑战。期待更多的学者关注地外建造这一新的研究领域,为我国深空探测贡献土木工程学科智慧。

ESA月球村建造计划解析及启示

月球基地在未来具有重要的战略价值,可作为空间安全基地以及航天科学研究的平台。欧洲航天局(ESA)于2015年提出月球村的概念,并于2020年由其并行设施中心(CDF)发表了研究报告《月球村:月球栖息地概念设计》。本文基于该研究报告,首先,介绍了月球村的基本概念,包括其系统划分和总体布局,概述了月球村计划以建造月球栖息地为主要任务的具体实现方案。随后,本文解析了月球村计划的核心——月球栖息地的内部建筑设计与功能分区,并对月球栖息地刚性支撑框架+柔性充气外壳的混合结构特点进行了详细说明。最后,本文从电力、热控、辐射屏蔽三个角度分析了月球栖息地的维保系统设计,为未来的月球基地建造方案和计划提供参考。

面向土方工程实景建模的无人机航迹规划研究

工程实景测绘不仅能辅助工程师发现工程进度、质量问题,更能结合其他信息处理技术,为进一步工程分析提供数据基础。相较于传统工程测绘技术,无人机低空摄影技术具有操作简便、经济性好、机动性强等优点。将无人机摄影技术引入土方工程,对其航迹规划问题展开讨论,旨在实现场地三维实景建模。对场地进行分区,将航迹规划问题简化为不规则场地下的全覆盖路径规划问题,且无需考虑避障规划。在方法层面上,将A;算法与BINN算法结合,改进了BINN算法中可能出现的“死区”,并通过设置约束规则,解决了算法初期路径随机游走的问题。最终,以某项目土方工程的实景建模工作为案例,利用以上算法完成无人机航迹规划,证明了该算法的可行性。