月地转移轨道快速设计与特性分析

对采用直接大气再入方式的月地转移轨道,考虑大气再入界面参数和地面落点位置约束,提出了一种基于双二体模型的快速设计方法。该方法分为内外两层迭代循环,内层循环使月心段轨道和地心段轨道在月球影响球边界处连续,并采用Lambert问题与Newton-Raphson法相集合的方法求解满足再入角约束的地心段轨道参数;外层循环通过调整地心段轨道倾角和轨道置入时间使月地转移轨道满足地面落点位置约束。分析表明,存在四种类型的月地转移轨道满足大气再入界面约束,分别为降-降型、降-升型、升-降型和升-升型。在此基础上,对四种类型月地转移轨道的近地点地心距、置入分布点、再入点分布等特性进行了分析。仿真结果验证了所提出方法的有效性。

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。

我国月球样品的处理和保存

如何在月球样品的处理和保存过程中避免或尽可能减少样品的污染,最大限度保持月球样品的科学研究价值,是中国探月工程三期重点关注的问题之一。针对月球样品保存和处理的要求,借鉴美国Apollo月球样品处理和保存的经验,结合中国实际,制定了具有中国特设的月球样品处理和保存的方法,规划了月球样品处理和保存的工作流程,开展了月球样品初步处理和保存方法的研究,研制了月球样品初步处理和保存的装置,策划了后期月球样品将进行的初步试验,为中国探月工程三期月球样品处理和保存工作的开展做好了准备。

嫦娥五号轨道器的创新与实践

嫦娥五号任务是实现中国首次月球无人交会对接与采样返回,嫦娥五号探测器系统由轨道器、着陆器、上升器和返回器四器组成。轨道器由上海航天技术研究院抓总研制,首次完成了月球轨道无人对接与样品转移任务,同时承担地月往返运输任务。轨道器采用了外承力筒、四贮箱平铺下探、双太阳翼的构型设计方案,实现了航天器的大承载、轻量化功能;采用了推进仪器舱、对接舱、支撑舱三舱组合的构型布局方案,满足了5个分离面、8个飞行阶段和多种飞行姿态的设备布局需求;分布式一体化综合电子技术的应用,优化和整合了整器的电子功能。

一种用于月球样品转移的喷气装置

我国探月三期工程重要成果之一是采集月球样品并返回地球,由于我国尚无环月轨道样品转移操作的成功实践,可靠的转移技术是月球样品顺利转移的关键。基于这一目的,提出了一种喷气式月球样品转移装置。介绍了装置组成及工作方式,实现了基于连续射流理论的流场模型建立。根据该模型在ADINA软件进行了初步的气体流场仿真,并进行了地面验证试验。试验结果表明喷气装置能够顺利实现样品转移功能,可为我国月球样品转移提供一定参考。

基于激发态分子内质子转移的新型聚集诱导荧光探针用于硫化氢的检测及细胞成像

该文使用4-乙酰氨基苯甲醛和碳酸肼一步法合成了一种具有聚集诱导荧光(AIE)特性的高效新型荧光探针1。通过荧光发射光谱、紫外光谱、粒度粒径分析、扫描电子显微镜和DFT理论计算讨论了探针1的AIE特性,证明了探针的发光机理是激发态分子内质子转移(ESIPT)效应。探针1在DMSO-H_(2)O(1∶9,体积比),p H 7.4(PBS,0.2 mol/L)体系中可定量检测0~25μmol/L范围内的H_(2)S,检出限为0.27μmol/L。此外,探针1不仅成功用于实际样品中H_(2)S的检测,还可应用于活He La细胞中外源性H_(2)S的荧光成像。并将其用于构建超灵敏逻辑门。利用探针1制备的简单便携经济的检测试纸,能够实时有效地视觉检测H_(2)S。该研究有望为各种生理过程和食品样品中H_(2)S的检测提供可靠有效的新思路与新方法。

两批次番茄炒蛋蛋白质近红外光谱检测模型的维护方法

为解决光谱数据差异导致模型不稳定的问题,研究了不同批次中式菜肴营养素含量预测模型的传递方法。以间隔3个月制作的番茄炒蛋样本为例,采集光谱数据并利用理化方法测定蛋白质含量(每批次120个样本);选择预测效果较好的第二批次模型作为主模型,将分段直接标准化(Piecewise Direct Standardization,PDS)算法、模型更新(Model Updating,MP)和斜率/截距(Slope/Bias,S/B)修正法联合(PDS-MP-S/B)用于菜肴类模型传递,分析不同PDS窗口数和标准集数对预测结果的影响。当PDS窗口数为11且标准集数为100时,PDS-MP-S/B算法对蛋白质含量的预测结果明显优于无模型传递和单独使用3种算法时,预测模型的预测集决定系数R^(2)(Pred)为0.9628,相对预测偏差(Relative Prediction Deviation,RPD)为5.6731,预测均方根误差(Root Mean Square Errorof Prediction,RMSEP)为0.3157。从光谱、模型、结果三个方面实现了模型传递,提高了模型的通用性,减少了建模成本,为中式菜肴的快检提供了理论支持。

月球轨道对接与样品转移机构控制系统设计与实现

月球轨道对接与样品转移是嫦娥五号探测器月面无人采样返回任务的关键环节,在有限的测控、重量和功耗等资源下实现对接与样品转移机构的控制是难点。提出了一种基于单片机+现场可编程门阵列(FPGA)架构的控制器设计,建立了机构模型,给出了分段自适应位置单环控制算法及仿真结果。地面研制试验及飞行验证结果表明:该控制器圆满完成了任务目标,其设计、实现和应用也为未来小型对接机构控制系统设计提供了技术参考。