新时期航天器环境工程面临的挑战与机遇

空间事业的发展对航天器环境工程提出了新挑战,同时也为该专业技术进步和领域延展提供了难得的机遇。近10年来,伴随着载人航天、深空探测等一系列重大航天工程的顺利实施,中国航天器环境工程领域在诸多方面取得了长足进步。文章回顾了中国航天器环境工程的发展历程,围绕中国空间站长期运行、深空探测新任务、低轨巨型星座建设等提出的新需求,分析了航天器环境工程将面对的挑战和必须突破的关键技术。结合具体工作内容介绍了北京卫星环境工程研究所在LEO辐射环境在轨探测与数据应用、特殊空间环境效应与防护、火星探测器特殊力热环境试验技术和航天器产品环境试验ISO标准等方面取得的最新进展。在建设航天强国的过程中,航天器环境工程必将伴随着航天器整体技术的升级实现更高水平的跃迁。

北京卫星环境工程研究所科研生产人力资源投入产出模型研究

针对航天产品多平台、系列化的特点,面向产品装配、测试等环节的手工作业生产任务,文章以各专业工种的操作人员为对象,通过建立北京卫星环境工程研究所操作人员的人力资源投入产出模型,从而能够较为正确地估计未来时期的任务负荷水平,与单位内部可用的人力资源能力水平进行直接比对,实现在不同时段内对人力资源水平的评估和预警,确保型号任务按指定期限完成。

北京卫星环境工程研究所"CAST-BISEE"创新基金项目征集通知

北京卫星环境工程研究所（ Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering,简称BISEE）隶属中国航天科技集团公司中国空间技术研究院（China Academy of Space Technology,简称CAST），

环境工程在卫星研制生产中的应用

从环境工程的应用角度,分析了卫星产品研制生产中环境工程工作的现状和存在的问题,提出了环境工程在卫星研制生产中的应用模式。指出环境工程是一个复杂的系统工程,必须加强环境工程相关各方的通力合作,才能将环境工程工作落到实处,实现环境工程对卫星产品环境适应性的保障作用。

环境工程在卫星研制生产中的应用

文章从环境工程的应用角度,分析了卫星产品研制生产中环境工程工作的现状和存在的问题,提出了环境工程在卫星研制生产中的应用模式:从指导思想到卫星研制各阶段的任务分配;特别强调剪裁原则、环境分析技术、信息管理和防护技术研究方面是关键问题。指出环境工程是一个复杂的系统工程,必须加强环境工程相关各方的合作,才能实现环境工程对卫星产品环境适应性的保障作用。

CAST2000平台卫星研制中环境工程的应用研究

从卫星特点出发分析了环境工程在卫星研制生产中的重要性和迫切需求,梳理出了卫星系统研制全过程环境工程项目和工作流程,并对空间环境及效应分析、环境试验实施、空间环境防护、数据信息管理系统的建立等几个环境工程在卫星研制中的具体问题进行了分析。

卫星环境工程数据库总体架构

文章根据我国卫星环境工程的专业特点以及我国卫星发展的现实需要,提出了建立卫星环境工程数据库的总体架构及技术途径,并针对我国卫星环境工程数据库的持续扩展和完善、数据库的有效利用,提出了建议.

空间辐射环境工程的现状及发展趋势

空间辐射环境是航天器在轨运行所面临的重要环境要素之一,因其诱发的单粒子效应、总剂量效应、位移损伤效应、表面充放电效应、内带电效应等既可引起航天器材料、器件、结构等在轨损伤、性能退化甚至失效,然而又可以利用其开展空间育种等活动。文章从空间辐射环境与模型、空间辐射效应及机理、空间辐射环境与效应试验的评价标准、空间辐射环境效应试验方法、空间辐射环境与效应地面模拟试验设备、空间辐射环境与效应数值模拟、空间辐射环境与效应飞行试验及抗辐射加固技术等角度对空间辐射环境工程的现状进行了评述,进而提出了空间辐射环境工程各个领域的发展趋势。

航天器环境工程回顾与展望

文章回顾了 2 0世纪航天器环境工程发展的三个主要方面 :在航天器研制中 ,环境工程和环境试验起着重要的作用 ,是验证工作的主要组成部分 ;环境效应、环境模拟试验方法等方面的研究则是环境工程的基础 ;而计算机和数字技术大大促进了整个环境工程和试验技术的发展。在新的世纪 ,环境工程的发展在继续努力降低环境试验的费用和时间的同时 ,提高环境试验的效果 ,使整个环境工程对保证航天器可靠性起到更重要的作用。文章提出了中国在 2 1世纪发展航天器环境工程需要努力的若干方面。

日本JAXA航天器环境工程验证能力研究

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)是负责日本航空航天开发的独立行政实体,主要承担日本航天器研究、开发、发射和运行等业务。JAXA拥有日本先进的航天基础设施和环境验证手段,集中了大量高水平的力学环境、真空热环境和特殊环境的试验测试设备,能够承担航天器系统级总装、专业测试和环境试验,也具备航天器原材料、元器件等的环境试验与评价能力。JAXA具有国际一流的航天器环境工程验证能力,对日本航天事业的飞速发展发挥了重要支撑作用。根据我国航天发展战略以及对标国际一流航天先进技术的要求,文章跟踪研究了JAXA的航天器环境工程验证能力的建设、基地布局、管理模式和标准体系等方面的成功经验,提出了我国航天器环境工程的发展建议与启示。

我国航天器环境工程的发展进程

文章介绍了不同时期航天器环境模拟设备的研制,论述了航天器环境工程的发展。它在20世纪60～80年代为我国应用卫星的发展、90年代为载人航天的发展作出了重大贡献。航天器环境工程的发展已形成了一门多学科综合的新型学科。

载人深空探测任务的空间环境工程关键问题

对载人深空探测过程中将遭受的太阳宇宙射线、银河宇宙射线、微重力、尘与尘暴、深空微生物等环境进行分析。对不同深空环境给航天员带来的威胁进行了探讨。从物理屏蔽防护、辐射风险的监测和预警、辐射防护药物、航天员选拨等角度对采取的措施进行了阐述。从空间辐射对航天员的损伤机理、抗辐射和微重力药物开发、空间辐射屏蔽防护结构与材料、航天服自清洁、抗微生物侵蚀材料的研发等多个角度对需要进一步开展的工作进行了讨论。

基于高低温分区热管网络的高轨通信卫星散热能力提升方法

针对我国高轨通信卫星不断提升的散热需求,提出采用基于高低温分区热管网络的热设计方法。在分析热管网络散热能力的基础上,进行设备分区布局设计、分区热管网络散热面设计和分区热管网络布局设计。该方法可在保证卫星仪器设备工作温度、不降低热设计可靠性、不增加分系统重量及功率需求的前提下,将卫星散热能力提升15%~20%。文章还结合近些年通信卫星研制中的经验和教训,归纳给出高低温分区热管网络设计中的注意事项,以期为相关工程设计提供有效指导。

空间环境模拟器热沉液氮密闭循环方案及数值模拟

空间环境模拟器中氮系统设备众多,管路复杂,通过传统理论计算设计的系统参数与实际运行结果存在一定偏差,从而导致系统流量和压力偏离预期。为准确分析和确定氮系统的关键参数,运用数值模拟软件FloMaster对某单相密闭循环氮系统进行全系统的一维仿真模拟,研究氮系统中单一设备的模型参数,从而确定影响系统运行的关键参数。将系统仿真计算结果与实际运行结果进行对比发现,液氮管道的阻力损失误差是造成系统流量和压力偏差的主要因素;同时,液氮流量的差异也会对换热过程造成影响,使热沉出口的液氮温度出现偏差。但系统偏差不影响系统的特征参数的变化趋势。综上,这种仿真方法简化了理论计算方法的计算过程,提升了设计效率,为系统设计提供了数据基础和设备选型依据。

外空安全与环境治理:进展、挑战与机遇

随着人类航天活动的迅猛发展,外空环境日益复杂无序,外空安全的威胁显著上升,外层空间长期可持续性面临严重挑战。本文全面介绍了外空安全面临的最新态势,系统分析了空间碎片数量逐年增多、低轨大规模星座迅猛部署、新型航天活动快速喷发、外空资源争夺日趋激烈、外空军事化愈演愈烈等对外空安全和外空长期可持续的冲击。本文指出,从外空命运共同体、国家空间资产安全、航天强国建设出发,外空环境治理是大势所趋和唯一出路,孕育着航天技术创新、产业革命、法规建制等重大机遇。基于国情提出了我国对策和发展建议。

月球环境模拟设备研究及发展分析

月球环境模拟设备能够模拟月球表面的温度、真空及月尘等环境因素,以便在地面开展相关科学研究和试验验证。本文对月球环境模拟设备的发展现状进行了跟踪研究,结合国内外月球环境模拟设备的研制和使用情况,梳理出月球环境模拟设备研制的关键技术,并针对未来载人月球探测活动所需的月球环境模拟设备提出了发展建议。

论航天器环境工程在航天产品验证中的作用

论述了航天器环境工程对航天产品验证工作的重要性,介绍了国外的实践与有关标准,着重介绍了美军标 MIL-STD-1540D 中对航天产品的验证要求.

航天器环境工程研究与展望

文章对航天器环境工程的发展进行了科学的探讨。文章指出：开展高可靠、长寿命航天器环境试验评价及防护技术研究,是航天器环境工程的长期重点发展方向；开展月球探测器特殊环境效应与模拟试验技术的研究,是探月工程的需求；航天器环境效应综合预示系统及航天器虚拟总装工艺技术,是未来发展的趋势；而建立空间环境天地一体化应用系统和建立空间环境试验与总装生产体系,是未来发展的模式。

可靠性与环境工程技术国防科技重点实验室(一)

日前,国防科学技术工业委员会和总装备部联合下发文件,正式批准"可靠性与环境技术国防科技重点实验室"项目立项,并确定了如下4个研究方向:

基于组合热流模拟策略的遥感卫星热平衡试验设计与验证

针对某型遥感卫星的不同区域对高精度热流模拟的需求,文章提出一种组合热流模拟策略:以红外加热笼来实现卫星舱板表面的外热流模拟,用薄膜电加热器实现卫星外露复杂表面外热流模拟。试验结果表明,在文述参试卫星状态及所采取的热设计措施下,该方法可对卫星低温初期、高温末期和高温热真空工况下的外热流进行精准模拟,并可有效考核遥感卫星的热控设计。该热流模拟策略可为卫星瞬态功耗散热设计的优化提供参考依据,为我国未来光学遥感卫星的热平衡试验及验证提供技术支撑。