空间站轨道参数选择

该文以飞船作为天地往返运输器，从空间站轨道维持和补给所需的推进剂最少出发，对空间站轨道参数进行了优选，结果表明，当空间站质量增加时，空间站最佳运行高度应该提高，而当空间站补给次数增加时，其最佳运行高度应该下降。对８吨和１８吨空间站，补给间隔分别为３个月、半年和一年的６种方案，空间站的最佳运行高度在３７０ｋｍ至５２０ｋｍ之间。     

轨道空间站的固有频率

应用模态综合技术求出空间站的固有频率。空间站是按一个由刚性和弹性件组成的组合体来处理的,刚性件用无质量的弹性约束件相互联接,弹性件则用变形函数来描述。本文导出了运动方程以及系统的质量和刚度矩阵,并把这个方法用于太空实验室轨道空间站。文中算出了前65个模态的频率,并选出了一些振型,对它们加以图解说明。本技术对进行复杂系统的分析是可行的,并适合于考虑阻尼和姿态控制系统效应的响应研究。     

人工智能应用于空间站自动化的系统方法

把研究和开发对象划分成更狭小的专业领域是技术进步的一种标志。专家们最终会了解未知专业领域的细节,并希望将那些专业的狭小领域集成一个有机整体。可以说,没有一个集成的,全局的观点,技术的应用将变得不平衡且缺乏效益。一个为NASA总工程师建立商业空间机构而开发和应用的决策模型,可适用于人工智能在空间站自动化方面最佳应用的确定、评估和选择,即把研究对象作为一个整体恢复,以防由于对研究目标进一步划分而造成混乱。诸如:空间站任务、领域及特征模块这类功能的划分问题,可以用所有研究人员而不只是相关人员所能理解的方法解决,并且对任务的完成作整体意义上的评定。这种评定是建立在3个重要参考数基础上的,它们是:费用、性能指标和状态。这种方法已经成功地将各种各样的专家集中到某些领域进行研究。例如,全球性的灾害控制、采煤安全性、医疗渎职风险,粮仓防火、海上钻井危害,犯罪的审判,资源的分配等。另外,这些专业都已得到了决策者的特别重视和支持。     

空间站自动化:机器人和人工智能的作用

空间站自动化是更有效地利用宇航员、完成难以实现的或危险的维修工作和监控众多空间站子系统所必需的。在自动化系统中,智能机器人和专家系统起着很重要的作用,这两个领域在很大程度上都依赖于一般人工智能技术基础。人工智能技术为机器人工作(如环境识别和设计到达目标的途径)和专家系统工作(如子系统控制和设备维护等)提供所需的推理和规划设计能力。本文阐述了空间站自动化的概念,实现这些自动化需要的机器人和专家系统以及需要进行的研究和开发工作。文中还介绍了用于卫星服务的全自动机器人的发展计划。最后,提出了为证实自动化能力需要进行的实验顺序以及研究和开发工作。我们强调指出,高级机器人需要人工智能技术,而要进一步发展,人工智能又需要机器人提供“现实世界”的问题。     

用于增强空间站子系统控制器性能的专家系统的可行性研究

本文提出了建立一个专家系统样机的课题,这个专家系统用来实现空间站环境控制和生命保障系统(ECLSS)中空气更新组织的功能——自动故障隔离以及对不断生成的 CO_2排除设备的纠错。本软件是在一个有效的商用知识工程环境基础上开发的。课题的目标是要评价用软件开发环境来快速设计、构造、测试及修改专家系统软件的可行性。本文讨论了用专家系统来增强自动化控制器的功能,以及所开发的专家系统中有关设备设计,设备故障判定和修正规程的信息的使用。本文还描述了专家系统样机的开发过程及现有的评价结果。     

人工智能在空间站系统管理中的应用概述

将人工智能应用于空间站系统管理的一个中心问题是空间站系统设计特性的获取与表示。人类可以从形形色色甚至是不完整的设计材料中得到一个非形式化系统(如:说明、图示、故障处理过程),而AI辅助系统(诸如:专家系统和机器人)却要求设计文件信息的表达要结构化。在空间站自动化系统中使用设计文件的方法正在研究之中,例如:适当的CAD绘图文件就包含了专家系统和机器人系统所使用的信息。空间站由一些大规模自动化系统相互有关的网络组成(电力、热源、制导、导航、通讯与跟踪)。宇航员要求对这些系统的操作界面一目了然,同时需要了解这些系统进行集中化管理的中心控制点。MITRE正在帮助约翰逊航天中心探索人工智能在集成化系统管理(ISM)中的应用。ISM的子功能包括:集成化状态评估(ISA)、目标管理(OM)、规划支持环境(PSE)和过程解释器(PI)。ISA的功能包括:状态评估及操作状况记录,异常现象识别及报警,事故分析、诊断和空间站能力评估。由于已对即将发生或已发生的错误进行了评估,所以ISA实际上具备了鉴定保存空间站的能力。OM将在选择满足安全性和飞行任务目标的综合结构时使用空间站这种评估能力。OM还将进一步确定一些预定义的过程,这些过程对实现目标结构是必不可少的。PSE功能将协调任务并安排完成重新配置所必备的资源。PI将帮助宇航员按重新配置后的要求操纵空间站系统。     

空间站故障诊断技术研究与应用

简要概括了空间站故障诊断的特点、任务、功能及所要解决的关键技术。基于空间站故障诊断的特殊要求,本文在组件对象模型(COM)的思想下开发了知识管理、征兆获取、故障对策等组件,最后将各个组件进行综合形成空间站故障诊断系统。     

国外空间站发展及军事应用

正从1971年世界上第一个空间站——苏联"礼炮"-1(Salyut-1)空间站的发射,到今天的国际空间站,空间站已经历了40年的发展,实现了苏联/俄罗斯、美国的政治目的,也在某种程度上带来了一定回报,包括军事回报。国外空间站历程20世纪60、70年代,美国和苏联为了争夺世界霸权,在航天领域展开了激烈的竞争。在苏联1961年实现人类首次载人航天飞行后,美国1969年也首次登陆月球。此后,苏联先后研制并发射"礼炮"-1到"礼炮"-7空间站,掌握了空     

空间站材料应用的关键及其解决途径

为满足空间站工作寿命30年的需要,空间站对空间材料提出了新的要求。本文评述了使材料性能降解的低地轨道环境,并提供了该环境下麦·道空间系统公司所选择的解决途径。文中还明确了关键材料的问题,如各种构件应用的材料,特别强调了空间站计划采用的复合材料桁架结构。最后,文中总结了为支持空间站计划而进行的未来材料研制工作和由公司资助的应用于普通大型空间结构的研究工作。     

对自由号空间站的材料的考虑

本文叙述了麦克唐纳道格拉斯空间系统公司(MDSSC)对自由号空间站(SSF)所用材料的选择途径。其目的是选出能在自由号空间站低地轨道的空间环境中使用30年的材料。30年的空间飞行数据是没有的,因而要通过加速试验结果、短期空间飞行结果、材料结构和预测模型来预测长期的环境影响。与材料选择有重要关系的环境因素包括原子氧、紫外线辐射、热循环和由陨石微粒/轨道碎片的撞击引起的二次效应。穿透辐射并不影响自由号空间站轨道用结构材料的选择。本文中叙述的主要部份是用于复合材料的热控制涂层和材料,讨论了诸如压力容器材料相容性这样的非环境题目、评述了多层绝热研制现状、润滑剂的选择和防止冷焊用的涂层。麦克唐纳道格拉斯空间系统公司在材料的评定和选择方面现在和今后所做的努力将对30年使用寿命的自由号空间站做出直接贡献。     

空间站任务应急发射流程决策管理方法研究

中国载人空间站工程是建设航天强国的重要标志,应急发射任务是空间站建造过程中极为特殊和重要的部分,具有目标唯一、约束性强、风险容忍度低等特点.根据管理学中的决策理论与方法,对应急发射流程中决策分析的基本要素进行梳理,按照决策分析过程的基本步骤,得到针对应急发射流程复杂问题的决策方案,形成应急发射方案决策管理办法,为应急发...     

空间站工程载人火箭测试发射流程优化分析与研究

CZ-2F火箭是中国目前唯一的载人运载火箭,且是唯一在发射场"发射一发备份一发"的火箭.首先介绍了CZ-2F单发火箭的优化流程.在此基础上,提出了空间站后续任务两发CZ-2F火箭在发射场的"串行"和"并行"测试发射流程,并对"串行"和"并行"两种测试发射流程进行了比较.综合"串行"和"并行"测试发射流程的优缺点,提出了...