NASA低温推进剂长期在轨贮存与传输技术验证及启示

液氢/液氧低温推进剂被认为是目前进入空间及轨道转移最经济、效率最高的化学推进剂,但其沸点低,低温推进剂长期在轨蒸发量控制及贮箱压力控制等成为核心技术难题。结合国内外研究情况,分析了美国近年来低温推进剂长期在轨贮存与传输关键技术及地面试验,重点探讨了主动制冷技术、大面积冷屏技术及其他被动热控技术相结合的技术方案,给出了低温推进剂长期在轨贮存与传输技术的未来发展趋势。

长期在轨推进系统故障诊断实时仿真技术研究

为了解决长期在轨航天器推进系统故障常规地面检测费时费力且无法完全包络全部故障模式的问题,提出了长期在轨推进系统故障诊断实时仿真技术方案,建立了长期在轨推进系统故障诊断实时测试平台;通过建立推进系统实时仿真模型,实现对长期在轨推进系统的实时仿真;依托实时测试平台对推进系统故障诊断策略进行仿真优化,对在轨飞行器故障进行诊断,并对处置预案进行验证支持故障处置决策;长期在轨推进系统故障诊断实时测试平台有效缩短了器上故障诊断策略的优化迭代周期,同时节省了大量原本用来进行试车的经费。

低温推进剂长期在轨储存技术研究概述

低温推进剂长期在轨储存技术是我国后续深空探测的支撑性关键技术之一。分析了低温推进剂在轨储存的技术难点,阐述了国外在该项技术上的发展概况及长、短期路线图,着重对该项技术中所涉及到的众多单项技术的技术特点和研究概况进行分类说明,最后对国外低温推进剂在轨储存验证试验项目的策划工作进行介绍。本文对国内低温推进剂长期在轨储存技术的起步研究和未来规划提供有利的参考。

空间多次启动、长期在轨泵压式动力系统方案研究

通过对国内外上面级动力系统技术现状与发展趋势进行分析,提出开展上面级提高启动次数、延长在轨时间研制需求。采用液体推进剂启动箱启动的泵压式主发动机方案,可实现泵压式发动机空间多次启动;采用启动篮方案,可实现长时间滑行多次启动推进剂管理。研究结果表明:多次启动、长期在轨泵压式动力系统使上面级的性能和任务适应性得到全面提升。

星座卫星在轨长期管理测控策略研究

近年来,低轨大型卫星星座蓬勃发展,使得在轨卫星数量急剧增加,卫星在轨长期管理任务面临巨大挑战;首先分析了卫星星座在轨长期管理面临的挑战,针对星座卫星在轨长期管理面临的几种常见应用场景,通过理论分析扩频体制测控应答机的抗干扰机理,结合地面概念星卫星平台模拟验证,在微波暗室通过地面概念星卫星平台对星座卫星在轨长期管理可能出现的情况进行模拟;模拟不同星座卫星在轨运行场景以及相应的测控应对策略,验证了多星同时入境时的卫星长期管理策略的可行性,给出星座卫星在轨长期管理的有效应对策略,为卫星在轨长期管理问题提供参考。

他们在呵护天上的“寿星”——记西安卫星测控中心在轨卫星长期管理室

卫星在轨运行时间短则一两天,长则10年以上.运行时间较长的卫星被称为在轨长期卫星.卫星长期管理是一项集空间技术、电子技术、计算机应用、自动控制、数据处理等多项高新技术于一体,知识密集、信息密集、技术密集的系统工程.在轨卫星只有在地面测控网的严密跟踪、测量与控制下,通过遥测数据分析、计算,才能判断卫星的姿态、轨道、高度和星上载体的情况.一旦卫星发生故障、出现异常,就需要及时抢救.

空间推进系统在轨有关热控问题分析

文章基于空间推进系统热控的特点,针对长期在轨航天器推进系统热控面临的贮箱膜片热胀冷缩疲劳和机组阀门超温问题进行机理分析,归纳贮箱热控和发动机、推力器高温工况相应的解决措施及难点,结合某型号实际提出解决方案,并对改进后的效果进行分析预示,给出长期在轨航天器热控方案设计建议。

低温推进剂输送管路热动力排气系统研究

为了实现低温推进剂的长期在轨贮存,保证推进剂从贮箱到发动机的液态供应,拟采用热动力排气系统(Thermodynamic Vent System,TVS)来实现推进剂的热管理。以单位长度液氧管路为例,阐述了热动力排气系统的原理,进行热动力排气系统孔板及TVS管路设计、在轨贮存时间计算、TVS管路排放量计算以及排放量影响因素分析。

低温推进剂集成管理技术的发展与启示

低温推进剂集成管理技术(IVF)是实现上面级等航天器长期在轨的新技术思路。通过将液氢液氧长期在轨产生的蒸汽与内燃机技术结合,实现贮箱增压、排气、姿控、沉底、发电功能一体化,减小航天器系统质量,增强任务灵活性。回顾了IVF模块设计的发展过程,探讨了IVF的技术优势,与燃料电池技术、蒸发量控制技术对比分析了IVF技术的使用范围及不足,提出了研究气氢气氧内燃机技术、IVF模块方案设计、系统仿真等关键技术的建议,并展望了其应用前景。

美企研制创新型火箭低温上面级

世界各航天强国高度重视具备自由进入空间的能力,争相推进高性能新型运载器的研制。介绍了美国发射联盟公司在研的火神火箭,概述了该型火箭所采用的先进低温上面级的研制背景及其方案,描述了新型上面级所采用的创新技术,并总结了该上面级的创新特点及未来能力拓展。通过这项技术,显著提升了该公司旗下运载火箭的性能,大幅提高了国际商业航天发射市场上的竞争力。