直接再入大气的月球返回轨道设计研究

直接再入大气的月球返回轨道是月球采样返回任务普遍采用的飞行方案。文章将月-地转移轨道设计与再入大气仿真相结合,通过两级修正策略和落点匹配使月球返回轨道既满足再入界面约束又满足再入点地理位置约束。两条分别采用弹道式和弹道-升力式再入的月球返回轨道的计算结果表明,此方法是有效的。

再入大气环境的等效实验模拟方法

针对陶瓷基复合材料(CMCs)在再入大气环境下的性能研究,提出了一种再入大气环境的等效模拟方法,用于研究再入大气过程中CMCs材料的高温性能、抗氧化性能、材料的连接性能以及摩擦磨损性能。

再入大气层航天飞机的动力学建模与仿真

探讨了返回式航天飞机在再入大气层飞行阶段的动力学建模与仿真技术 ,基于牛顿定律建立了描述再入大气层飞行过程的六自由度非线性动力学和运动学数学模型。其中地球被描述为绕短轴自转的椭球体 ,重力场梯度由四阶 Jeffery常数描述 ,航天飞机的姿态运动用四元素法描述 ,以避免模型方程中的数值奇异点。同时 ,以某型机组返回器为对象 ,建立了空气动力学模型 ,在 Simulink环境下开发了飞行仿真器软件系统 ,检验了其性能和仿真精度 。

过载限制条件下升力体再入大气层弹道优化设计

研究了升力体航天器再入大气层的弹道优化设计问题,提出了过载约束条件下再入弹道的优化设计思路,给出了最优弹道随高度变化的绕速度轴滚转角大小的计算方法.算例表明,从过载变化规律、高度变化规律及再入飞行总时间方面看,该文提出的弹道优化设计方法明显优于传统的设计方法.

再入大气层弹道导弹弹头及其伴随重诱饵的红外辐射特性

再入大气层弹道导弹弹头及其伴随重诱饵的红外辐射特性是识别弹头和诱饵的重要特征,在反突防中具有十分重要的意义.本文介绍了一种计算再入大气层弹道导弹弹头及其伴随重诱饵红外辐射特性的计算方法,并以实际的弹头和诱饵为例,计算了在再入段飞行高度分别为80km,60km,40km和20km时它们的红外辐射波谱.

直接再入大气的月地转移轨道设计

针对从月球停泊轨道出发直接再入大气的月地转移轨道设计问题,提出了一种数值求解算法。该算法由初值设计和精确解求解两部分组成。首先,根据轨道设计的相应约束,采用伪状态理论,通过简单迭代求解高精度的初值。然后,考虑精确的动力学模型,通过数值积分计算真实轨道和状态转移矩阵,并利用微分修正方法搜索精确解。该算法通过设计高精度的初值,降低了月地转移轨道的设计难度。数值仿真表明:该算法求解效率高,具有良好的鲁棒性。

用于载人飞船再入大气层航程控制的模糊控制器设计方法

本文将模糊控制理论应用于载人飞船再入大气层的落点航程控制问题,提出以纵程误差ΔDR、横程误差△CR、剩余时间t_(cf)为输入变量,升力滚动角γ_v为输出变量,得到一个三输入单输出系统的模糊控制器并给出了便于工程应用的设计方法及仿真结果。

DLR与斯坦福合作研究航天器再入大气时通信技术

近期,德国宇航中心（DLR）与斯坦福大学科学家针对航天器再入大气层时产生通信＂黑障＂的问题展开了联合研究,将通过电弧加热的风洞试验来评估解决该问题的方法。＂黑障＂的产生是由于航天器再入时与大气摩擦生热在航天器周围形成了等离子层,阻断了无线电信号,进而影响飞行通信。

天宫二号受控再入大气层圆满完成任务

据中国载人航天工程办公室消息,天宫二号空间实验室已于北京时间2019年7月19日21时06分受控离轨并再入大气层,少量残骸落入南太平洋预定安全海域。天宫二号受控再入大气层,标志着中国载人航天工程空间实验室阶段全部任务圆满完成。

美一报废大型卫星将再入大气层

9月7日NASA宣布，其庞大的“高层大气研究卫星”（UARS）预计将在9月底或10月初无控地再入地球大气层。这颗重6．5吨的卫星的大部分将在再入过程中被烧毁，但有些部分预计会存留下来，并落到地面。NASA称，现在说卫星具体将在何时再入和哪个地区将受到影响还为时过早，但该局正在密切监视这颗卫星，并将向公众通报有关情况。

美退役大型卫星再入大气层

美国东部夏令时9月24日天0时01分，NASA退役的“高层大气研究卫星”（UARS）再人地球大气层，再人点为南纬14．1度、东经189．8度的太平洋上空。在结束富有成果的科学寿命6年后，UARS在再人中解体成碎片，其中大多数在大气中被烧毁；总重约544千克的26个卫星部件可能在剧烈再入中存留下来。并落到地球表面。通报称，根据最终再人点，卫星应落向南半球一片偏远的广大海域，距任何大片陆地都很远。

飞船再入大气层时，航天员为什么要坐在返回舱的“倒座”上？

刺激。方便看风景。返回舱再入大气层时，航天员乘坐的座椅方向与返回舱的飞行方向相反，这是因为返回舱在再入过程中，由于空气阻力的作用，一直处于减速状态．就好像公交车处于“刹车”状态。采用“倒座”可以使航天员的头部和上身紧压在带有赋形坐垫的座椅靠背上，使航天员便于承受较大的过载。

基于TLE数据的空间目标大气再入预报

空间态势感知的主要任务之一是空间目标监测和编目,目的是提供全链条轨道数据服务,其中包括空间目标的再入和陨落预报。Spacetrack网站向全球用户提供了公开可获取、编目空间目标数量最多的两行轨道根数(two line element,TLE)数据库,是开展空间目标轨道力学研究的重要数据源。如何利用该数据库实现无控目标再入时间、位置和坠落区域的精确预报,对于空间碎片管理和地面的安全评估至关重要。利用TLE数据对空间目标进行无控再入预报,一般包括TLE异常清理、弹道系数估计、轨道确定和再入预报。围绕这几个关键环节,论文主要内容如下。

一种新型可控方向的再入充气罩

充气式再入与降落技术(IRDT——Inflatable Reentry and Descent Technology)是近年来出现的一种新型的航天回收技术。它的结构简单、回收成本低,极大地改善了返回式飞行器的气动加热环境,同时降低了飞行器表面的热流密度。本文在现有技术的基础上提出了一种可控方向的再入充气罩,研究表明将其应用于返回式飞行器的回收时,可在低密度大气层内将飞行器的速度降至较低水平(20m/s以内),从而降低了对防热材料的要求。另外,在没有附加动力装置的情况下可通过对充气罩气囊的充/放气来主动控制返回式飞行器的姿态,从而控制着陆点的方位。数值模拟结果表明该再入充气罩可为返回式飞行器提供足够的阻力和偏转力矩,从而起到减速和控制的作用。气动热分析结果表明:该再入充气罩在返回过程中的气动加热情况(最大热流密度为426kW/m2)远小于传统返回舱(最大热流密度为4826kW/m2),从而大幅度地降低了防热系统设计的复杂度。

德退役卫星离轨再入

德国宇航中心10月25日宣布，其退役“伦琴卫星”于中欧夏令时10月23日3时50分在孟加拉湾上空再入大气层，是否有任何部件落到地球表面仍不得而知。再入时间和位置是通过对美国等国际伙伴所提供数据的评估确定的。

阿尔法火箭10月初发射的卫星全部再入

萤火虫宇航公司的阿尔法火箭在10月1日发射了多个载荷。但是,因未达到预定轨道高度,数天后载荷便再入大气层。美国太空军的跟踪数据表明,载荷入轨高度约为近地点220千米、远地点275千米,均不及该公司发射前宣传的300千米。由于高度偏低,这些载荷的轨道快速衰减,在10月10日前再入大气层。

中国突破航天器高速再入技术

中国探月工程三期中技术难度最高的“再入返回飞行试验”11月1日以一次接近完美的着陆宣告成功，标志着我国已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再人返回关键技术。 11月1日凌晨5时53分，飞行试验器服务舱与返回器在距地面高约5000公里处正常分离，宣告整个试验中最关键的部分开始。返回器的速度极快，而且再入大气层时会因为进入黑障区暂时中断通信，无法依靠地面引导，因此整个返回过程只能由返同器自主完成导航和轨道调整。

充气式再入航天器总体方案及关键技术初探

充气式再入航天器是一种新型的再入航天器,可实现载人航天和行星探测任务中的行星大气再入,具有系统简单、质量小、气动加热低和可适应不同外形的再入载荷等优点。文章介绍了充气式再入航天器的国际发展现状,并对充气式再入航天器的总体方案进行了初步分析。参考俄罗斯的充气再入与降落技术(inflatable re-entry and descent technology,IRDT)设计先例,提出了充气式再入航天器的构型方案,并针对该构型进行了基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)的气动力和热仿真分析。计算采用了迎风格式的层流模型,基于密度进行求解。文章还基于国际空间站的运行轨道,开展了再入轨道的设计,最后对再入气动特性分析、柔性热防护材料、布局与折叠包装和充气机构设计等关键技术提出了初步建议。