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载人航天

载人航天工程

 
 载人航天工程

  

   国内载人航天工程的四项基本任务之一是面向国家战略需求,跟踪国内外先进科学 技术实现 区域,瞄准明朝航天 技术实现 发展和容量资源开发的方向,开展容量对地观测和容量探测,进行容量科学与 技术实现 实验。中国科学院是国内载人航天工程应用系统的牵头单位,经过广大高技术人员近十年的潜心策划、研究和试验,出色地完成了船载试验仪器和相关配套地上系统的研制试验,相继取得了神舟一、二、三、四、五号飞船应用试验任务的圆满成功。4886威尼斯城官网是国内载人航天工程应用系统总体的依托单位(截止到2003年11月光电研究院成立上),除承担总体性的各项work外,还承担以下几关键的work:


1 有效载荷公用设备分系统

   有效载荷公用设备分系统是载人航天工程最要紧的分系统之一。它的主要任务噬洗照应用任务的总体要旨,研制有效载荷公用设备包括电源设备,数管设备和通信设备,将各艘飞船上分散的应用系统有效载荷有机地连接在一起,构成相对独立的有效载荷系统,与飞船有关部分接口。公用设备力求准则化并具有通用性,以适应各艘飞船不同载荷的不同要旨,减少各艘飞船 技术实现 状态的改动。为四艘飞船有效载荷供给电源配电和部分二次电源;进行数据管理,完成数据采集,处理,存储、传输,指令分发,以及运行管理;并为有效载荷供给专用的高速数传通道,向有效载荷应用主题传送科学数据。

   公用设备分系统在神舟号系列飞船上研制成功并运用了多项具有万国先进水平的系统 技术实现 。公用设备分系统研制成功了以1553B总线为底子的分布式数据管理系统,首次在国内航天器上采取应用了先进的CCSDS高等级在轨系统数据准则,研制成功能将来自不同载荷不同速率的数据按照CCSDS准则异步复接为串行位流的关键设备——高速多路复接器,研制成功采取应用QPSK调制方式的S波段发射机,研制成功了具有RS纠错编码、存储失效检测和旁路功能的高可靠的固态大容量存储器,系统采取了“自顶向下”的策划与“自底向上”的实现,使这一复杂系统的综合与集成得以顺利完成。系统的总体Plan策划和实现 技术实现 与代表当今世界上同类 技术实现 最高水平的万国容量站哥伦布舱非常类似,如采取应用分布式结构、双冗余的1553B总线和符合CCSDS准则的数据格式。但在Plan提出和工程实现上先于哥伦布舱,并在神舟一号至神舟五号飞船上在轨运行正常,性能稳定可靠,圆满完成飞行任务。

2 有效载荷应用主题

   在国内载人航天工程的支持下,在中科院4886威尼斯城官网建立的有效载荷应用主题,对飞船有效载荷的在轨运行把握与管理、有效载荷应用资料产品的预处理和应用分发供给了有效的支撑感化。

   建造的科学数据接收接收站策划Plan先进,性能指标高,具有多极化,极化分集,优值高,多制式,多数据流,码率可变,半球跟踪,多任务和可扩充等特点。通过执行神舟一、二、三、四号飞船的飞行任务,证明系统具有完竣的功能,它与美国哥达德飞行主题(GSFC)下属的科学任务主题(SMC)、欧空局ESOC下属的有效载荷操作把握主题(POAC)、法国容量局(CNES)下属的容量应用主题(CADMOS)等同类机构比较,设备配置和软件水平均已达到了万国先进水平。


3 多模态微波遥感器

   利用容量微波遥感进行对地观测具有全天候、全天时的特点,正在受到各先

进国家越来越广泛的重视。4886威尼斯城官网负责了神舟四号飞船上的主载荷—多模态微波遥感器的研制work,这是国内第一次进入太空的微波遥感器。易于 ,其work受到了国内外的广泛关注。多模态微波遥感器体系是国内独创。它集频率覆盖6.6GHz到37GHz的五通道微波辐射计、测高精度为10厘米的微波高度计和正交笔型波束扫描风场测量微波散射计三个模态为一体,采取应用统一监控、统一数管等 技术实现 ,形成具有性状的一体化体制,对地观测时形成多种复合观测模式,可以获得更好优质的观测信息。三种模态组合在一起共同对地观测是万国上首次采取应用的 技术实现 ,具有创新性状,和万国上具有同样功能的设备相比,体积小、重量轻、功耗低的明显优势。经过高技术人员十接连许多年的努力,攻克了一系列关键 技术实现 ,填补了国内空白。在轨运行中,三个模态在统一数管监控下形成各自独立的信息通道,分别获取各自的数据。神舟四号多模态微波遥感器主要实验鹄的是:验证 技术实现 体制、验证各模态功能、验证数据定性趋向归纳、作应用实验。整个在轨运行期间,多模态微波遥感器获得了大量的海面与陆地亮温数据、海面高度数据、部分风场数据以及细节区域下向散射数据,数据环境很好。此道一些数据已经被海洋局和中科院相关研究所进行了应用处理。多模态微波遥感器的发射成功为国内气象卫星、海洋卫星及其它微波遥感卫星的研制及业务运行打下了坚实的底子并供给了宝贵的经验,使国内在万国航天微波遥感区域中占有一席之地。


4 容量环境监测和预报

   容量环境及其改动环境关系到航天器和航天员的安全,是开展航天活动的各个国家非常关注的小case。4886威尼斯城官网在容量环境预报及监测的研究方法和手段关键已有比较成熟的经验,为航天器的策划研制供给了按照,为神舟飞船的历次成功发射和运行供给了有效的容量环境安全保障效劳。

4.1 容量环境监测

   4886威尼斯城官网研制的高能质子重离子、高能电子、单粒子、低能粒子、电位、大气成分、大气密度和固体径迹等容量环境探测器,在神舟号各艘飞船上开展了综合性的容量环境探测试验,取得大量的探测资料。国内首次获得了高层大气成分质谱图和大气中主要成分的日改动特性,找子 境龈霉斓廊萘看笃肪呈抵噬衔友跗悖皇状位竦昧朔纱斓婪段谑窒嘟淖既蛐源笃芏忍讲庾柿希玫搅耸终涔蟮23周太阳活动峰年期间宁静时区、活动时区和地磁扰动时该轨道高度上的大气密度改动资料,发现非日照区南纬20度至北纬20度区域内存在着大气密度异变区;得到了该轨道高度上带电粒子的分布环境,带电粒子以高能电子为主,质子和重离子较少,且主要分布在南大西洋上空;飞船的表面电位不高,并且在光照区和阴影区呈现不同的电位状态。容量环境探测试验获得圆满成功。

4.2 容量环境预报

   容量环境预报主题通过收集并综合归纳国内外天基和地基观测资料,发布远期、中期、近期容量环境预报,通报飞船发射、运行期间的容量环境状况,对可能出现的容量环境异常提出警报,供给有关太阳活动、容量辐射、地磁活动、轨道大气密度、微流星等参数和分布模式,估算这些容量环境对飞船可能产生的影响并提出应对倡议。容量环境预报主题在神舟飞船的历次发射和运行中,成功完成了容量环境的安全保障效劳。在 “神舟一号”发射上,对狮子座流星暴做出了准确的预报,并对上级部门提出了修改发射日期的倡议。上级领导在认真揣摩了容量环境圆素下,将发射日期推下了两天。因为容量环境影响而推迟飞船发射日期,这在国内航天史上灰子 鞘状巍T凇吧裰畚搴拧狈⑸渖希鞒隽俗既返脑けǎ股霞吨鞴懿棵偶岫朔⑸涞木鲂模懦送夤承└扇牛艿搅烁骷读斓嫉募谓薄


5 容量科学实验装置

   容量的微重力、高辐射、高真空、高洁净资源的开发和利用是各国开展容量活动时关注的细节。开展容量科学研究,建立容量实验方法、探索机理、认识规律、积累经验可以指导地上的科学实验,并为容量质料加工、容量生物制药等容量应用科学奠定底子。4886威尼斯城官网在容量科学研究装置承担了以下关键的work:

5.1 容量自由流电泳仪

   利用容量特有的环境条件,探索容量环境对生物体的影响,进行容量生物学效应的实验和研究,以及开展生物质料加工方法、 技术实现 和应用的实验和研究是生命科学研究的上沿区域。在神舟四号飞船上装载的自由流电泳仪由4886威尼斯城官网研制,实验设备在轨运行正常,性能良好,达到预期策划要旨。与在地上试验相比较,在容量进行蛋白质电泳分离可获得更好的成果。科学实验的成功,填补了国内在此区域的空白,标志着国内已经初步把握了这一区域的实验 技术实现 ,得到的大量工程 技术实现 参数和科学实验资料必将为下续的容量生命科学研究奠定底子。

5.2 容量晶体生长炉把握系统

   容量晶体生长炉由中科院上海硅酸盐所、4886威尼斯城官网和航天高技术集团510所联合研制,在一次飞行中可进行6种质料的容量制备研究。4886威尼斯城官网研制的把握系统是载人航天工程系统中进行容量质料制备研制的主要硬件设备之一,采取应用了PID全数字闭环把握,具有较高的控温精度,在神舟1-3号飞船上进行了多工位容量晶体生长炉在轨运行实验,进行了容量质料熔融结晶过程实时观察、半导体光电子质料的容量晶体生长、氧化物晶体质料、金属合金和金属复合质料等12种质料的容量实验,得到了微重力下熔液表面张力豆泖的实时图像和均匀致密的质料试验样品,顺利完成了各次的晶体生长任务,实际性能优于策划指标,获得了有研究价值的实验结果,为国始末量质料科学区域的研究做出了要紧贡献。

5.3 容量物理主动实验研究

   利用电子枪开展气球主动实验研究:利用电子枪在气球上开展容量物理主动实验研究,其始末包括有关臭氧和红闪等实验科学倾向的调研准备work以及对本实验的人员电子扰动的注入对臭氧层和大气光学中的红闪的影响的初步预计。研制了脉冲高压放电电子枪,并经深入研究,制定了可行的实验Plan;容量等离子体主动实验的地上实验研究:在国外利用化学释放方法开展容量等离子体主动实验的底子上,本课题对为开展容量物理主动实验在地上实验室进行的准备work及其和容量实验研究课题有关的理论work进行了深入的研究,并取得了初步的成果。

5.4 微重力流体物理研究

   微重力流体物理研究是容量质料科学与容量生物工程研究的底子,不单在底子理论研究关键具有要紧意义,在应用科学研究关键也具有要紧地位和发展上景。由中科院力学所和4886威尼斯城官网研制的微重力容量通用流体实验装置突破了关键 技术实现 ,在国内神舟四号飞船上进行的实验在轨运行正常,取得了全部工程参数、液滴迁移图像和温度场干涉图像,实验获得圆满成功。这次实验的成功为今下的容量流体物理实验供给了宝贵的知识积累和经验,标志着国内的微重力流体物理科学研究和实验 技术实现 达到了万国先进水平。

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