我国空间站的建设情况及其科学实验设想

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1、6.我国空间站的建设情况及其科学实验设想空间在轨装配技术发展历程研究_芦瑶对于交会对接所涉及的关键技术，如最优脉冲交会和有限推力最优交会测、轨道设计、测控通信系统、自主交会对接测量设备、对接动力学、轨迹安全以及交会对接仿真等，国内研究人员进行了深入的理论研究。1992年，中国开始了载人航天工程，总装备部载人航天工程办公室成立了交会对接工程总体方案论证组，我国进行了交会对接的总体研宄，它以当前飞船和空间实验室为背景。中国空间技术研究院、上海航天技术研究院、国防科大学、北京航空航天大学、哈尔滨工业大、西北工业大学等单位对交会对接技术进行了更

2、为细致的研究，取得了面向工程实用的一系列研宄成果。国内的现阶段的研究现状是，国内的一些大学对空间在轨装配技术及应用前景进行探讨论证。国内多家单位对空间在轨组装与维护、空间装配技术开展了相关研宄。鉴于现阶段我国航天的实际情况，研宄工作主要集中于空间交会对接试验、在轨模块组件更换、在轨释放与发射等相关技术的研究上取得了一定的成果，并在工程实践中有所突破。为我国即将组建的空间站打下坚实的技术基础。导航是控制（GNC）系统的重要组成部分，西北工业大学航天学院给出了导航系统总体方案并设计了导航工作模式。构建了在轨服务航天器导航仿真系统的总体框架，

3、分析了OSS导航仿真系统组成及仿真支撑环境，基于MATLAB/RTW仿真平台开发了OSS导航数字仿真软件。对数据时间同步术、导航模式切换技术、推力分配算法等关键技术进行了分析。为在轨装配的控制导航技术提供了新的仿真平台。交会对接是空间在轨装配的决定性环节，此项任务的成败关系到整个装配任务的成败。在交会技术方面中国长沙的国防科学技术大学杨乐平教授从Hill方程出发，组合基本相对运动，提出了四种接近策略，并得出异面接近策略可以节省大量推进剂，但应用范围受到限制；[3]盘旋接近、全向接近和共轨接近等策略具有较广的应用范围，国防科技大学孙平从黎

4、卡提方程出发，设计出新型的滤波模型，实现Y对飞行器更高精度的相对状态确定;[7]在对接技术方面，上海航天技术研宄院设计出一体周边式对接机构，使名义上的主动对接飞行器和被动对接飞行器无主被动之分，从而提高的对接的可靠性；[8]北京理工大学王东传等人对对接捕获段的动力学过程进行了研究，对此阶段的动力学过程实现了全面的描述，为对接机构的缓冲设计做出了基础性研究工作；[9]中国空间技术研究院针对先进而复杂的异体同构周边式对接机构，运用矢量力学方法和粘弹性理论，建立了航天器空间对接接触撞击过程动力学模型，给出了接触撞击载荷显示表达式，并结合工程问

5、题算例进行了初步打靶计算和统计分析，取得了较为满意的统计结果空间装配技术的另一项关键技术是机械臂技术，通过机械臂的协助可以实现设备在空间站等大型飞行的装配、维护等工作。杨庆、税海涛、唐亚峰等人采用上位机和下位机的控制结构实现的微型机械臂的设计；[11]潘博、孙京、于登云等人利用PD控制器实现了机械臂关节电机的容错设计；[12]南京航空航天大学机电学院，以在轨服务自由漂浮双臂空间机器人为研究对象空间机器人模型进行了符号推导建模，分析并解决了利用该方法进行惯量参数辨识过程中的线性方程组奇异性问题，研究了机器人的各类参数对辨识研宄的影响，并通

6、过数值仿真验证了参数辨识方法的可行性和有效性，以上工作为我国空间机械臂的进一步发展提供了理论支持。空间在轨装配过程中装配序列也是中的一项重要环节，哈尔滨工业大学崔乃刚教授、郭继峰副教授利用了连接矩阵与分层规划的思想，实现了空间桁架结构的装配序列；[141北京卫星环境工程研宄所的王奇，陈金明研宄员，对大型空间接受的设计及在轨组装的地面模拟实验进行了相关研宄。[15]为我国及即将展开的空间在轨装配技术提供了一定的理论基础。中国自主空间站_回顾_猜想与展望_广林星云中国空间站工程的战略目标2020年前后，建成和运营近地空间站，使我国成为独立掌

7、握近地空间长期载人飞行技术，具备长期开展近地空间、有人参与科学技术实验和综合开发利用太空资源能力的国家。中国空间站特征2018年左右发射包括核心舱、实验舱I和实验舱II,通过交会对接和舱体转位组装构成空间站基本构型。设计寿命10年，并有通过维护维修延长使用寿命的能力。额定乘员3人，可以适应2人或无人值守飞行，最大可达6人。核心舱和实验舱I、II巾长征五号B运载火箭在海南发射场发射。载人飞船航天员乘组和部分物资的天地往返运输。由长征二号F运载火箭在酒泉航天发射场发射货运飞船预计2015年左右首飞。运输补给物质，下行销毁废弃物。由长征七号运

8、载火箭在海南航天发射场发射。第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空问应用实验；策二步，突破航天员出舱活动技术、空间飞行器的交会对接技术，发射空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料