中国空间科学技术

Select

陆地探测四号01星总体设计与技术创新

张庆君, 倪崇, 戴超, 刘立平, 唐治华, 舒卫平

中国空间科学技术 2025, 45 (1): 1-11. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0001

摘要（922）

PDF（pc）（8217KB）（867）

为了解决低轨SAR卫星对观测区域成像幅宽小、重访时间长的问题，研制了陆地探测四号01星。其是世界首颗高轨SAR卫星，利用地球同步轨道的轨位优势，对同一地点的重访周期由低轨SAR的天级提升为小时级，幅宽由低轨SAR的百千米级提升为千千米级，可为及时、有效实施灾害应急响应提供有力支持。围绕高轨微波成像的新体制，解决了高轨微波成像、超大功率星载微波发射、超大口径星载天线、多体大挠性高精度姿态稳定控制、万瓦级强脉冲高品质电源、载荷与平台一体化高效热管理、高轨星地一体化精密定轨等一系列关键技术，实现了快重访、大幅宽、全天时、全天候的观测能力。通过分析在轨测试数据，卫星获取的高轨SAR图像纹理清晰，质量良好，可满足防灾减灾、国土资源勘查等领域使用需求。

相关文章 | 多维度评价

Select

月球背面无人自动采样返回任务分析与要点设计

盛瑞卿, 孟占峰, 赵洋, 谭志云, 张弘, 黄昊, 张伍

中国空间科学技术 2024, 44 (5): 1-14. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0069

摘要（786）

PDF（pc）（17095KB）（613）

嫦娥六号任务是实现人类首次月球背面采样返回的任务。针对月球背面整体地形崎岖、可选平坦采样区少的特点，通过开展采样区选址分析，选取了南极艾特肯盆地阿波罗坑内的主、备两块着陆区，确保月背安全可靠着陆、起飞和月面工作；针对嫦娥六号在产品技术状态基本确定情况下实现新的任务目标，需要开展系统方案优化设计，减少系统的改动量，规避过多技术状态更改带来的工程实现风险，通过开展方案比较确定了逆行环月轨道飞行方案，在保证实现任务目标的前提下实现了系统更少的更改；针对嫦娥六号中继测控时长相对嫦娥五号减少且不连续的特点，提出了分阶段、多自主、中继联合协同的月面工作时序设计方案，确保着陆、起飞和月面工作可靠、高效实施；针对载荷搭载需求，提出了以数据处理单元作为核心的系统设计方案，确保系统信息接口、电气接口的安全性，并对不同载荷设计了定制式探测模式，在保证不影响主任务完成的前提下，实现探测收益的最大化。以上方法已经在嫦娥六号任务中得到了工程应用，确保了人类首次月球背面无人自动采样返回任务的圆满成功，并可为后续月球及深空探测任务提供有益的参考。

相关文章 | 多维度评价

Select

System design and validation of Queqiao-2 lunar relay communication satellite

ZHANG Lihua, XIONG Liang, SUN Ji, CHEN Luojing, XIAO Chuan, ZHOU Wenyan, WANG Yong, LIU Wangwang, GUAN Yifeng, CHEN Tao, YU Xiaochuan, XU Jin, CHEN Guohui, CAO Xiaoping

中国空间科学技术 2024, 44 (5): 23-39. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0071

摘要（749）

PDF（pc）（8335KB）（798）

In order to provide relay communication supports for future Chinese lunar exploration program，Queqiao-2 relay communication satellite was developed.Queqiao-2 can perform scientific observations with three kinds of scientific instruments on board.The system design of Queqiao-2，including mission orbit and transfer orbit design，configuration and layout design，housekeeping and information flow design，power supply and distribution design，GNC and propulsion system design，communication links design，etc.，was accomplished through comprehensive tradeoff and evaluation on technical maturity，availability，schedule，cost，and so on.With a view to reducing development risk，both the platform and relay communication payloads were developed based on significant heritage from previous Queqiao relay satellite and other relevant spacecraft.Queqiao-2 features flexible system architecture to support multiple frequencies，modulations，data rates and software reconfigurations to meet new user requirements.Subsequent to a successful launch on March 20，2024，by means of 5 orbit maneuvers，Queqiao-2 was inserted into a highly elliptical frozen mission orbit around the moon with a 24h period on schedule.Following on-orbit tests and calibrations，Queqiao-2 has possessed the capacity to provide reliable relay communication services to multiple lunar exploration missions，as well as the capacity to perform scientific observations.Under the support of Queqiao-2，Chang′e-6 achieved its ambitious mission goal to collect and return samples from the moon′s mysterious far side.In the meanwhile，Queqiao-2 has also paved the way for the following Chinese lunar exploration missions including Chang′e-7 and Chang′e-8.The design life time of Queqiao-2 is more than 8 years.Benefit from flexibility and extensibility of relay communication system design，it is convenient to provide relay communication services for future lunar exploration missions of both China and other countries.In addition，innovative scientific observations would be performed during the period that no relay communication task is arranged.The system design of Queqiao-2 reflects the development philosophy of technical innovations and inheritance integration.Based on highly flexible and extensible system architecture，multiple and concurrent relay communication mission requirements can be met.It can provide strong supports for future lunar exploration missions.Successful launching，orbit entering and on-orbit tests of Queqiao-2 verified the correct design principle and versatility.By means of Queqiao-2，more innovative scientific outcomes are anticipated and lunar exploration activities can be facilitated.

相关文章 | 多维度评价

Select

基于改进蜣螂优化的GEO轨道多脉冲追逃博弈

郭延宁, 李高健, 于永彬

中国空间科学技术 2024, 44 (4): 1-10. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0052

摘要（637）

PDF（pc）（4364KB）（580）

研究了考虑J2摄动、脉冲推力情况下，具有感知延迟的GEO（geosynchronous Earth orbit）轨道追逃博弈问题，建立了综合考虑燃料消耗、单次脉冲速度增量、脉冲时间间隔、任务时长、脉冲数量以及终端距离下的轨道追踪策略优化模型。涉及的优化变量包括脉冲个数、机动时刻序列以及脉冲增量序列。追踪航天器通过多次脉冲追踪目标航天器。为了提高问题求解效率，提出了一种利用Bernoulli混沌映射和最优值引导的改进蜣螂优化算法IBDBO（improved Bernoulli dung beetle optimization），并且为解决终端约束难以满足的问题，引入Lambert机动修正。通过与其他智能算法的对比试验，验证了本算法在收敛速度、收敛稳定性和优化效率上的优势。进而，在一些存在感知延迟的真实场景下的仿真验证了本算法规划追踪策略的有效性，探讨了博弈双方最小距离与目标航天器机动能力以及感知延迟时间之间的因果关系。

相关文章 | 多维度评价

Select

鹊桥二号轨道与嫦娥六号任务匹配性设计和飞行实践

周文艳, 高博宇, 董畑姗, 刘德成, 孙骥, 张立华

中国空间科学技术 2024, 44 (6): 16-22. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0087

摘要（625）

PDF（pc）（2897KB）（337）

鹊桥二号整个寿命期间提供中继服务的任务有嫦娥六号、嫦娥七号、嫦娥八号、嫦娥四号，以及国际合作的月球探测任务。为了满足嫦娥六号多发射窗口下各飞行阶段的中继要求，首先从任务分析的角度介绍鹊桥二号中继星为匹配嫦娥六号任务的轨道设计过程和方法，采用环月大椭圆太阳同步冻结轨道满足了嫦娥六号通信距离、通信覆盖、发射窗口和轨道相位的需求；然后在最省燃料约束下，对各阶段轨道的运行方式和轨控策略进行优化，采用四脉冲联合优化的轨控策略，以较少的速度增量大幅改变轨道升交点、倾角和近月点幅角；最后给出了在轨飞行和对嫦娥六号中继支持等情况。鹊桥二号卫星在国际上首次采用月球低能捕获轨道，实现了环月轨道升交点赤经的大幅更改；也是国际上首次采用环月大椭圆太阳同步冻结轨道，实现了对月背南极目标的近距离、长弧段的中继。鹊桥二号飞行结果和轨道设计结果一致，保证了嫦娥六号世界首次月背采样返回任务的成功实施，设计方法可为后续深空探测任务轨道设计提供参考。

相关文章 | 多维度评价

Select

嫦娥六号飞行方案的任务几何规划方法

孟占峰, 高珊, 赵峭, 张相宇

中国空间科学技术 2024, 44 (6): 1-15. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0086

摘要（601）

PDF（pc）（15016KB）（522）

嫦娥六号任务实现了国际首次月背无人采样返回。飞行方案规划是探测器总体设计中重要的工作之一。传统的飞行方案规划方法通常将飞行方案规划转化为约束优化问题，存在着约束条件不能直接满足的缺点，并带来设计变量多、计算效率低、物理意义不明确等问题。提出了一种新的基于任务几何的飞行方案规划方法。该方法通过空间任务几何分析，充分利用地月和月地转移轨道对近月点位置的约束、日-地-月天体运动约束以及采样点与环月轨道面的几何约束，降低了设计变量维度，进而直接导出了飞行任务规划结果。该方法由于任务几何条件直接满足设计约束，因此大幅度提升了计算效率，同时还具有几何意义直观明确、设计结果易于验证等优点。该方法已经成功应用于嫦娥五号和嫦娥六号任务的飞行方案规划和轨道设计中，对后续月球探测型号也有推广和应用价值。

相关文章 | 多维度评价

Select

基于洞穴的月球基地研究

李林凌, 刘金刚, 侯宇葵, 刘卫, 李明富, 尹硕辉, 王磊, 许梦川, 彭兢, 孙泽洲

中国空间科学技术 2025, 45 (3): 9-18. DOI: 10.16708/j.cnki.1000.758X.2025.0034

摘要（556）

PDF（pc）（7961KB）（510）

系统性调研了国内外洞穴月球基地相关政策、计划及具体项目，重点对比分析了国内外研究成果的现有差距。基于国内外月球探测的影像信息及洞穴月球基地概念研究成果，梳理了洞穴月球基地建设的可行性构想。基于洞穴的独特优势（如温度适宜、辐射低、月尘少等）以及月球基地建设的难易程度等客观条件，对多种洞穴月球基地构想进行了定性分析。各类月球基地构型均展现出独特优势：以陨石坑改造为基础的洞穴月球基地，充分利用了月球表面的天然地形，结合了自然结构特点和人工改造需求，具有显著的原位资源利用优势。无论是无人还是载人洞穴月球基地，都将经历月球探测、月面选址、基地建设和基地应用四个关键战略阶段。尽管通过已发射的月球轨道探测器和月面探测器等手段获取了大量月球影像，但当前对月球表面的探测能力仍需进一步提升，为洞穴月球基地建设的“选址”工作提供更有力支撑；同时，亟需加快研制月球基地建设关键设备，为无人月球基地建设提供必要的实施工具，确保“建基”任务的顺利推进，尽早实现洞穴月球基地的“用洞”战略目标。

相关文章 | 多维度评价

Select

星载大口径环形天线的系统设计

冯涛, 张庆君, 林坤阳, 王立朋, 张桥, 杨军刚, 肖勇

中国空间科学技术 2025, 45 (1): 24-33. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0003

摘要（507）

PDF（pc）（9223KB）（563）

环形可展开天线是星载大口径、超大口径可展开天线的理想结构形式，是高轨遥感、高轨通信卫星应用的关键载荷。星载环形天线是由周边展开桁架和索网系统组成的典型预应力结构，型面精度和展开基频是其主要性能指标。在轨可靠展开是在轨应用的前提，可靠展开是设计的重中之重，以在轨性能指标需求为目标，分析了环形天线各系统参数对在轨性能指标的影响。通过对展开动力系统和传动力系统进行分析，阐述了环形天线各系统参数对展开可靠性的影响，总结了以结构静力学手段评价在轨性能设计和动力学手段评价展开可靠性的方法，明确了通过结构动力学方法进行强度校核和星上锁紧释放设计的星载大口径环形天线系统设计流程，提出了各设计参数的优化策略，并给出了系统设计算例，为未来超大口径星载可展开天线的技术研究和工程研制提供参考。

相关文章 | 多维度评价

Select

陆地探测四号星载GNSS导航系统设计及在轨效能分析

王振兴, 王煜斌, 毛志毅, 田晓彬, 刘志佳, 黄勇, 邵明学

中国空间科学技术 2025, 45 (1): 12-23. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0002

摘要（489）

PDF（pc）（8610KB）（304）

陆地探测四号01星（LT4A）是全球首颗地球同步轨道合成孔径雷达业务卫星，依赖星载高轨GNSS导航接收系统实现在轨导航，并首次工程化应用于地面精密定轨任务。对星载高轨GNSS导航接收系统的在轨表现和工程化设计进行分析研究，通过星载BDS和GPS实测漏信号数据，进行了星载观测数据质量评估，并重点研究了利用星载高轨GNSS漏信号进行事后精密定轨的性能。研究结果表明，LT4A星载高轨GNSS导航接收系统可稳定捕获和跟踪BDS B1I和GPS L1频点的导航信号，满足卫星在轨实时和地面事后定轨精度需求。采用星载BDS+GPS联合精密定轨，重叠轨道内符合精度径向优于1.87m，三维优于3.07m；外符合精度径向优于1.81m，三维优于4.71m。针对高轨导航收星特点及卫星应用时效性需求，定轨系统可全流程自动化运行，保证轨道平滑及连续性，控制勒让德高阶误差引入，相关成果可应用于中国后续搭载GNSS接收机的高轨对地观测卫星计划。

相关文章 | 多维度评价

Select

A review on recent development of space solar power

HOU Xinbin, MANKINS John, SHINOHARA Naoki, CHOI Joon-Min, SOLTAU Martin

中国空间科学技术 2024, 44 (6): 33-51. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0089

摘要（469）

PDF（pc）（16542KB）（446）

Space solar power (SSP) system, a major type of space-based power-generating equipment, is an important infrastructure providing massive, continuous, and stable green electricity by utilizing solar energy in space. Many countries and organizations consider SSP to be one of the most promising clean energy sources. The historical activities of SSP in the world are summarized. This review focuses on the significant development of SSP during the last 10 years, which is the most important period for SSP. The latest international SSP development programmes in the United States, ESA, Japan, China, UK and Korea are presented. Some significant solar power satellite(SPS) concepts proposed in the decade, including typical SPS-ALPHA, MR-SPS, CASSIOPeiA SPS, et al., are introduced. The technical and non-technical challenges are also listed and several important in-space demonstration missions in recent years and in the near future are introduced. The conclusion is that the next 5 to 10 years will be an important period for rapidly developing the key technologies and conducting on-orbit demonstration and application. Controlling the mutual position relationship between the solar array and the transmitting antenna becomes a core issue to be considered in the innovative design of the SPS. Wireless power transmission technologies would be the demonstration focus for the first step. It is expected that the first commercial SPS would be constructed as early as 2040.

相关文章 | 多维度评价

Select

空间热光伏发电技术进展与展望

邱家稳, 田岱, 韩承志, 张冉, 苏生, 马彬, 汤亮亮, 邵剑雄, 朱安文

中国空间科学技术 2024, 44 (5): 40-56. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0072

摘要（465）

PDF（pc）（4668KB）（398）

空间同位素电源是通过热电转换技术将衰变热能转换为电能的空间电源装置，广泛应用于深空探测任务中太阳能电池无法使用的任务场景，其热电转换方式包括温差、热光伏等静态转换方式以及斯特林、布雷顿等动态转换方式。空间同位素电源普遍使用钚238核源，其制备生产困难，价格高昂，在全球范围内产能受限，同时，长周期的深空探测任务对同位素电源寿命也提出较高要求，因此热电转换效率高、易于实现长寿命的空间热光伏发电技术成为开展深空探测任务的优选技术路线。近年来，近场热光伏、基于光谱调控的热光伏技术是研究重点，结构热控、辐射器、滤光器、电池晶元等关键器件的理论研究与技术验证也取得了显著的进展。对热光伏空间同位素电源技术方案、关键器件研究情况进行了综述，从电源系统总体设计的角度对各器件的发展现状与未来技术的发展重点方向进行了研判，可为进一步推动热光伏同位素电源系统的工程化研制提供参考。

相关文章 | 多维度评价

Select

圆柱形模块化空间太阳能电站建设方案

张树宁, 杨靖宇, 王尔申, 李自森, 徐嵩, 和敬杰, 李辰

中国空间科学技术 2024, 44 (6): 52-63. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0090

摘要（438）

PDF（pc）（6857KB）（295）

考虑现有的空间太阳能电站方案多为概念性设计，综合性能较差，提出了一种高可行性的圆柱形模块化聚光空间太阳能电站（space solar power station via cylindrical modular concentrator array，SSPS-CMCA）工程设计方案。首先，分析了各国学者和组织提出的空间太阳能电站方案，从结构、控制、外形等多角度列出了方案组合表，并归纳出一套针对空间太阳能电站设计的方案标准，再根据该标准提出一种高可行性的工程设计方案。随后详细描述了该方案的结构设计，并分析了各方面性能和1GW模型的系统参数。最后给出了该模型从地面实验到太空组装运行的全流程建设方案。

相关文章 | 多维度评价

Select

航天器威胁规避自主决策规划方法研究综述

高婉莹, 吴健发, 魏春岭

中国空间科学技术 2024, 44 (4): 71-89. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0059

摘要（434）

PDF（pc）（2018KB）（948）

随着空间碎片累积，巨型星座部署，以及太空竞争加剧，当前轨道威胁数目持续增长，对航天器的安全稳定运行造成了严重威胁。研究航天器面向轨道威胁的自主规避决策规划技术，对于保障空间资产安全具有现实而迫切的意义。面对突发高动态、时变多约束、信息不完全/不完美、多类型威胁并发的复杂轨道威胁场景，航天器自主规避决策规划的研究存在一系列实际挑战。针对非对抗性与对抗性两类轨道威胁，从决策建模、策略求解、动作规划及智能决策规划等关键技术入手，系统梳理了航天器自主规避决策规划的研究现状。在此基础上，结合待解决的难点问题，从建模、求解以及应用角度，对未来的研究发展方向提出一些建议，为航天器自主决策规划方法的进一步研究与发展提供参考。

相关文章 | 多维度评价

Select

嫦娥六号环月飞行双环容错姿态控制

张洪华, 关轶峰, 李骥, 于洁, 陈尧, 王志文, 张晓文, 张录晨, 李林峰, 孙国健, 王振华, 郭敏文, 李晓锋, 高锡珍

中国空间科学技术 2024, 44 (5): 15-22. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0070

摘要（419）

PDF（pc）（4634KB）（378）

嫦娥六号着陆器和上升器组合体（着上组合体）环月飞行阶段，利用安装于上升器的10N发动机（可形成力偶控制方式）和安装于着陆器的150N发动机进行姿态控制。根据发动机安装布局，当力偶控制方式下某10N发动机常关故障、其配对使用的10N发动机正常工作时，推进系统将产生与期望相反的控制力矩，导致姿态发散。为了保证在10N发动机故障情况下着上组合体姿态稳定，给出了双环容错姿态控制策略，包括10N发动机内环控制和150N发动机外环控制。数学仿真结果表明，着上组合体环月飞行阶段双环容错姿态控制下，10N发动机故障后，着上组合体姿态可以稳定在给定范围内。针对配置力偶姿控发动机和冗余发动机的探测器，采用双环容错姿态控制策略，可以有效应对力偶姿控发动机故障影响，保证探测器姿态稳定。

相关文章 | 多维度评价

Select

Microwave power transmission technologies for space solar power station

YANG Bo, SHINOHARA Naoki

中国空间科学技术 2025, 45 (2): 1-14. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0017

摘要（418）

PDF（pc）（5906KB）（195）

The microwave wireless power transmission technologies for space solar power station are a crucial field in the international space sector, where various countries are competing in its development. This paper surveys the research experiments and development efforts related to space solar power stations and microwave wireless power transmission technologies worldwide. The objective is to assess the progress and current state of this technological foundation, determine the necessary focus for developing high-power microwave wireless power transmission technology, and provide clarity on the direction of future technology development in these areas. Finally, a distributed space solar power station plan that is immediately feasible is proposed.

相关文章 | 多维度评价

Select

高轨航天器集群在轨服务智能任务规划方法

郑鑫宇, 曹栋栋, 唐佩佳, 张轶, 彭升人, 周杰, 党朝辉

中国空间科学技术 2025, 45 (1): 34-45. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0004

摘要（404）

PDF（pc）（7312KB）（251）

针对高轨航天器多对多在轨服务任务规划问题，建立了考虑燃料消耗和任务时长两个优化目标的高轨航天器在轨服务任务规划模型，并提出了一种Q学习改进的多目标遗传算法（Q-learning-based Multi-objective Genetic Algorithm , QMGA）。首先，建立了基于四脉冲Lambert转移的多对多目标分配模型，并同时以速度脉冲和任务用时为目标函数，通过将问题解耦为轨道转移优化问题和目标分配优化问题实现了优化变量的降维，简化了计算过程。然后，结合Q学习提出了QMGA算法，采用Q学习在线更新多目标遗传算法的交叉概率与变异概率，提高了算法的寻优能力。最后采用QMGA算法求解模型，并将其计算结果与传统多目标遗传算法计算结果进行对比，发现QMGA算法可以得到更优的任务规划结果，计算得到的总速度增量消耗和总任务时间分别平均比MGA计算得到的结果减少了6.2%和19.7%。这一结果证明强化学习方法可进一步赋能传统智能优化方法，从而提升航天器集群任务能力。

相关文章 | 多维度评价

Select

航天器追踪-逃逸-防御三方博弈均衡解

李振瑜, 林鲲鹏, 侯育卓, 罗亚中

中国空间科学技术 2024, 44 (4): 90-101. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0060

摘要（391）

PDF（pc）（7093KB）（593）

为提高航天器在轨防御能力，对航天器追踪-逃逸-防御三方博弈场景进行了研究。博弈中，追踪航天器（追踪器）旨在拦截逃逸航天器（逃逸器），逃逸器旨在躲避追踪器，而防御航天器（防御器）通过主动拦截追踪器来保护逃逸器。由于防御器的存在，追踪器在接近目标时不得不规避防御器，而逃逸器和防御器之间也可以开展合作。对于这样的场景，综合能量和距离指标，建立了线性二次型微分对策模型，推导了三方博弈的纳什均衡条件，求解了追踪器的最优追踪制导律和逃逸器与防御器的最优合作逃逸-防御制导律。进一步考虑多防御器的场景，求解了三方多人博弈的纳什均衡解。仿真结果表明，防御器的存在提高了逃逸器的生存能力，二者可以在机动加速度劣势情况下共同抵御一个机动能力强的追踪器。处在绕飞护卫下的防御器的初始位置并非离追踪器或逃逸器越近越好，而是存在优势位置。

相关文章 | 多维度评价

Select

月壤玻璃的结构和力学性能

陈自强, 赵勇, 池祥, 闫玉强, 沈杰, 邹敏杰, 赵少凡, 刘明, 姚伟, 张博, 柯海波, 马秀良, 白海洋, 杨孟飞, 邹志刚, 汪卫华

中国空间科学技术 2025, 45 (3): 1-8. DOI: 10.16708/j.cnki.1000.758X.2025.0033

摘要（366）

PDF（pc）（18306KB）（144）

玻璃是月壤的主要组成部分，其以小尺寸的颗粒和胶结物等多种形态广泛混存于月壤之中，具有良好的空间适用性。月壤良好的玻璃形成能力使其成为制备空间用玻璃材料的首选原材料，然而受限于微纳制样和检测手段的不足，以往鲜有关于月壤玻璃力学性能研究的报道，严重制约了此类玻璃材料的服役评价。基于此，通过微纳制样和力学测试结合透射电镜表征，对5个典型嫦娥五号月壤玻璃颗粒的微观结构、力学性能及二者之间的关联性进行了系统研究。结果表明，月壤玻璃具有“灵活多变”（由均匀到纳米尺度不均匀）的非晶结构和宽泛可控的力学性能（硬度范围为（6.1±0.4）～（8.4±0.2）GPa，模量范围为（48.5±1.9）～（88.4±2.4）GPa）。此外，月壤玻璃的硬度和模量发生了奇异的解耦现象，即回春（加热至玻璃过冷液相区再快速冷却至室温）使其模量大幅降低而硬度变化不大，归因于回春引起的体积膨胀和结构不均匀使月壤玻璃变形模式由致密化向剪切流动转变而带来的硬化效应。研究结果可为空间用高性能玻璃材料的研发提供指导。

相关文章 | 多维度评价

Select

基于数字孪生和机器学习的卫星未知故障检测方法

沈英龙, 蔡君亮, 林佳伟, 杨帆

中国空间科学技术 2025, 45 (1): 46-58. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0005

摘要（353）

PDF（pc）（5406KB）（231）

卫星传统故障诊断方法及现有的数据驱动诊断方法都存在无法找出异于已知故障类型的未知故障的问题，可靠性与安全性较低。针对上述问题，提出基于卫星数字孪生体和多种机器学习模型的故障诊断与未知故障检测方法。首先，通过卫星数字孪生产生覆盖各种类型故障的仿真数据，并利用XGBoost分类模型和卫星真实故障样本验证了数字孪生数据的高仿真性，实现了已知故障类型的诊断。在此基础上，考虑到现有诊断方法无法精准识别未知类型故障的发生，提出一种分布外检测模型Con-DAGMM，通过正常数据和已知类型故障数据训练模型，实现了对未知故障的及时预警。利用数字孪生数据与在轨卫星真实故障数据进行实验，实验结果表明，所提方法故障诊断精度高，在测试数据上的平均准确率达到98.8%，且Con-DAGMM实现了高性能的未知故障检测，在精准率、召回率和F1分数上优于Deep-SVDD等对比方法。结果表明，卫星数字孪生可以克服卫星历史数据中故障样本稀缺的问题，且分布外检测的思路能成功应用于卫星未知故障的预警，提高了在轨卫星的安全性与可靠性。

相关文章 | 多维度评价

Select

欠驱动航天器模糊自适应增强耦合姿态控制

孟中杰, 卢俊杰

中国空间科学技术 2024, 44 (4): 11-19. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0053

摘要（334）

PDF（pc）（3949KB）（371）

在快速轨道机动期间，针对固体推进作用下推力偏心、安装误差等因素带来的姿态强干扰问题，提出了一种基于推力矢量控制技术的航天器姿态欠驱动智能控制方法。首先，建立了航天器姿态误差动力学模型，并分析推力矢量控制输入的欠驱动特性。然后，考虑强干扰不确定性和滚转通道耦合弱的问题，设计了基于增强耦合策略与自适应模糊观测器的欠驱动智能控制律，结合模糊逻辑函数逼近强干扰不确定项并引入控制律中，实现航天器的姿态欠驱动智能控制，通过Lyapunov理论证明了系统的稳定性。最后，通过与分层滑模控制方法进行对比仿真，验证了所设计的方法能够使得三轴姿态稳定时间缩短14%，滚转通道耦合弱产生的静差被有效消除，为快速轨道机动期间的强干扰抑制技术提供基础。

相关文章 | 多维度评价

摘要点击排行