空间站运营任务规划技术评述

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1、第18卷第2期载人航天Vo1．18No．22012年2月MannedSpaceflight7空间站运营任务规划技术评述罗亚中，林鲲鹏，唐国金(国防科技大学航天与材料S-程学院，长沙410073)摘要空间站运营任务规划是空间站长期运营关键技术之一。通过回顾国外载人航天任务规划技术的发展历程，介绍空间站运营任务规划主要概念、规划流程和规划产品，以及国外典型的空间站任务规划系统，进而对我国空间站运营任务规划关键技术提出发展研究建议。关键词空间站；运营；任务规划；关键技术中图分类号：V423．7文献标识码：A文章编号：1674—5825(2012)02—0007-071引言2载人航天任

2、务规划技术发展历程空间站全寿命期间的运营任务，包括空间站平目前，载人航天的任务规划技术以美国的水平台操作、有效载荷试验、维护维修操作和航天员驻留最高和最为系统化。美国载人航天器任务规划技术等任务，以及为完成上述空间站任务，对空间站进行的发展大致经历了四个阶段_4一，如图1所示闻。飞行控制、补给物资和载荷设备运送、航天员训练和第一阶段是“阿波罗”登月工程阶段，属于短周运送等相应的任务支持。空间站设计寿命长达数年、期、集中式任务规划。“阿波罗”登月飞行是短周期的数十年，其运营任务的顺利实施需要进行事前及实载人飞行任务，其任务规划在地面上预先进行，登月时的任务规划。飞行程序严格按照事

3、先规划结果实施。空间站运营任务规划覆盖全寿命周期，持续时第二阶段是天空实验室工程阶段，这是第一次间长、涉及对象多、层次复杂，分为战略级、战术级、完成长周期载人飞行任务。相比“阿波罗”登月任务任务级和执行级四个规划层次[1_，较卫星及飞船任规划，它具有两个突出特点，首先是突破了以往短周务规划具有更大的技术难度。空间站运营任务规划期任务规划的局限，发展了长周期任务规划能力；其是空间站长期运营关键技术之一，美、俄等国在发次是天空实验室任务规划不是在同一地点执行完展空间站过程中，对任务规划技术进行了长达40多成，而是采用地理分布式规划，由马歇尔空间飞行中年的研究与应用，已掌握了相对成熟

4、的空间站任务心(MSFC)负责有效载荷规划，约翰逊空间中心规划技术，研制出功能比较完善的任务规划系统。(JSC)负责系统平台规划和所有规划的集成。本文重点对国外空间站运营任务规划技术的发第三阶段是航天飞机工程阶段。航天飞机也是展进行了评述，结合我国载人航天任务规划发展现执行短周期飞行任务，其任务规划回归到与“阿波状，初步分析了我国空间站运营任务规划需要突破罗”登月工程类似的短周期任务规划，而且也是预先的关键技术，并提出了发展研究建议。进行的，即航天飞机执行飞行任务严格按照预先规收稿日期：2011-09—30；修回日期：2012一O1一O9作者简介：罗亚中(1979一)，男，博士

5、，副教授，主要从事航天飞行任务规划研究工作。E-mail：luoyz@nudt．edu．ca8载人航天第18卷国际空间站长周期分布式规划航天飞机短周期规划天空实验室分布式较长周期任务规划图1美国载人航天任务规划发展演变划展开并完成。不同的是，航天飞机任务规划既可以理解为，由于航天器访问，将空间站系统和有效载荷是集中式的，如航天飞机单独飞行任务规划和航天操作任务分为若干个相对独立完整的飞行周期。例飞机／空间实验室联合飞行任务规划；也可以是分布如对于我国空间站而言，早期是无人飞行，可以将货式的，如航天飞机与“和平”号空间站的联合飞行任运飞船补给任务周期作为空间站任务周期。务规划。规

6、划周期(PlanningPeriod)是指空间站任务规第四阶段是国际空间站工程阶段。国际空间站划所基于的时间周期，大约为1年，与空间站“任务是多国合作的长期载人飞行平台，其运行周期比以周期”的开始与结束相关，因此，其起始时间并非是往任何载人飞行都要长。国际空间站的任务规划采每年的1月。用分布式，由世界各地的相关机构参与完成，包括在任务周期定义的基础上，空间站任务规划由NASA的约翰逊空间中心、马歇尔空问飞行中心和合宏观到微观、分阶段分层次相互配合进行，根据由远作国(俄罗斯、欧空局、日本和加拿大等)的航天局。及近、由粗到细的分层规划思想，将空间站任务规划分为战略级、战术级、任务级

7、(执行前)和执行级规划3空间站运营任务规划技术四个层次，以上一层规划结果作为下一层规划的输3．1主要概念入，逐层进行规划，同时下层的规划结果会反馈给上空间站作为长寿命的航天器，其任务规划要覆层。任务周期起着承上启下的作用，战略级和战术级盖全寿命周期，不仅持续时间很长，而且规划内容层规划主要进行长时间内多个任务周期的高层活动安次复杂。目前比较通用的方法是将空间站全寿命周排，而任务级和执行级规划则是对任务周期的具体期任务分成多个任务周期，采用分周期规划方法，从活动进行详细规划。而将空间站全寿命任