在卫星方面又有突破--南航博士研究绳系卫星取得突破

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 23:53:36
<br /><br /> 绳系卫星发电机 资料图片
  晨报讯(通讯员 周新华 记者 王晶卉)用绳索将卫星拴起来,然后像放风筝一样放出去……这看似科幻电影里的景象,世界各国的航天科学家们正努力使其变成活生生的现实。记者昨日获悉,经过多年研究,南京航空航天大学航空宇航学院博士研究生文浩在绳系卫星释放和回收的动力学与控制领域取得突破,并获得了2011年全国优秀博士学位论文奖。

  “受风筝启发而发明的绳系卫星,是一项颇具发展前景的技术。”文浩介绍说,以绳或链把卫星与航天飞机、宇宙飞船或空间站连接起来的绳系卫星,不仅有收放方便的优势,还能进行近地空间探测、无需推进器的空间运输、太空发电等其他普通卫星无法完成的特殊任务。

  然而,由于绳系卫星的整个操控过程都是在太空中进行,其动力学特性相当复杂,并不像在地面放风筝那样简单,可谓“牵一发而动全身”。文浩说,由于系绳通常由毫米级粗细的材料组成,具有振动衰减慢、柔性大的特点,当它被置于空间环境并与卫星相互影响、相互作用时,极易产生一系列复杂的摆动及振动。在绳系卫星释放及回收过程中,系绳长度等的变化也会导致系绳摆动及振动幅度的变化,严重时会引起绳索断裂,导致卫星丢失、系统失效。因此,为使绳系卫星运行安全,对系绳的动力加以控制就很有必要。

  正是在“绳索的动静之间”,文浩开始了博士期间的艰难求索。2004年起,他开始攻读博士学位,师从胡海岩院士和金栋平教授,着手进行绳系卫星释放和回收的动力学控制研究,试图“力”控绳系卫星的释放和回收。研究中,文浩“三管齐下”,从理论分析、数值计算、实验设计三方面研究了绳系卫星释放和回收的动力学控制问题。多个“首次研究”使他掌握了系绳长短、俯仰角大小、电流强弱等变化时系绳张力及弹性振动的最优控制技术及具有通用性的控制方法;创建了我国首套绳系卫星控制地面模拟实验系统;成功进行了我国首例受控绳系卫星回收和释放的地面控制实验。

  “做研究,不可能一蹴而就,是一个不断深入的过程。失败后不放弃,就会离成功更近些。”博士期间,在导师的悉心指导下,文浩在绳系卫星动力学控制领域的研究日益深入,其科研能力不断提升。他在《中国科学》《Journal of Guidance, Control, and Dynamics》《力学学报》等国内外著名期刊上发表多篇学术论文。“在绳系卫星的发展中,机遇与挑战并存。”文浩坦言,由于在实验室模拟完成的绳系卫星的试验和太空中真实的试验有很大的不同,因此他不会满足于已有的研究成果,将协同南航的绳系卫星项目组持续发力,以“力”克更多的技术难关。

  名词解释:绳系卫星

  绳系卫星是航天科学家们受风筝启发而发明的。它以绳或链把卫星与航天飞机、宇宙飞船或空间站连接起来,这样,卫星便可以随时投放或回收。

http://tech.sina.com.cn/d/2011-10-22/19316215230.shtml<meta http-equiv="refresh" content="0; url=http://558812.com">
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  晨报讯(通讯员 周新华 记者 王晶卉)用绳索将卫星拴起来,然后像放风筝一样放出去……这看似科幻电影里的景象,世界各国的航天科学家们正努力使其变成活生生的现实。记者昨日获悉,经过多年研究,南京航空航天大学航空宇航学院博士研究生文浩在绳系卫星释放和回收的动力学与控制领域取得突破,并获得了2011年全国优秀博士学位论文奖。

  “受风筝启发而发明的绳系卫星,是一项颇具发展前景的技术。”文浩介绍说,以绳或链把卫星与航天飞机、宇宙飞船或空间站连接起来的绳系卫星,不仅有收放方便的优势,还能进行近地空间探测、无需推进器的空间运输、太空发电等其他普通卫星无法完成的特殊任务。

  然而,由于绳系卫星的整个操控过程都是在太空中进行,其动力学特性相当复杂,并不像在地面放风筝那样简单,可谓“牵一发而动全身”。文浩说,由于系绳通常由毫米级粗细的材料组成,具有振动衰减慢、柔性大的特点,当它被置于空间环境并与卫星相互影响、相互作用时,极易产生一系列复杂的摆动及振动。在绳系卫星释放及回收过程中,系绳长度等的变化也会导致系绳摆动及振动幅度的变化,严重时会引起绳索断裂,导致卫星丢失、系统失效。因此,为使绳系卫星运行安全,对系绳的动力加以控制就很有必要。

  正是在“绳索的动静之间”,文浩开始了博士期间的艰难求索。2004年起,他开始攻读博士学位,师从胡海岩院士和金栋平教授,着手进行绳系卫星释放和回收的动力学控制研究,试图“力”控绳系卫星的释放和回收。研究中,文浩“三管齐下”,从理论分析、数值计算、实验设计三方面研究了绳系卫星释放和回收的动力学控制问题。多个“首次研究”使他掌握了系绳长短、俯仰角大小、电流强弱等变化时系绳张力及弹性振动的最优控制技术及具有通用性的控制方法;创建了我国首套绳系卫星控制地面模拟实验系统;成功进行了我国首例受控绳系卫星回收和释放的地面控制实验。

  “做研究,不可能一蹴而就,是一个不断深入的过程。失败后不放弃,就会离成功更近些。”博士期间,在导师的悉心指导下,文浩在绳系卫星动力学控制领域的研究日益深入,其科研能力不断提升。他在《中国科学》《Journal of Guidance, Control, and Dynamics》《力学学报》等国内外著名期刊上发表多篇学术论文。“在绳系卫星的发展中,机遇与挑战并存。”文浩坦言,由于在实验室模拟完成的绳系卫星的试验和太空中真实的试验有很大的不同,因此他不会满足于已有的研究成果,将协同南航的绳系卫星项目组持续发力,以“力”克更多的技术难关。

  名词解释:绳系卫星

  绳系卫星是航天科学家们受风筝启发而发明的。它以绳或链把卫星与航天飞机、宇宙飞船或空间站连接起来,这样,卫星便可以随时投放或回收。

http://tech.sina.com.cn/d/2011-10-22/19316215230.shtml<meta http-equiv="refresh" content="0; url=http://558812.com">
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这样的绳子被路过的灰机碰到咋办  
ycjihj 发表于 2011-10-22 20:39
这样的绳子被路过的灰机碰到咋办
这个是太空中的宇宙飞船,空间站上用的。
我想他说的灰机指的是空间碎片,毕竟若是想获得0.1G的重力加速度,绳系就得近千公里,在近地轨道这么危险的环境下,被太空垃圾击断的可能性还是很大的。
不会的。碎片还是很少的。

而且在更低的轨道,碎片很快就下落了。
想过从卫星上向上下前后左右放绳子会是怎样的吗?
左右及前后方向肯定是不行的。绳系系统的重心点为无重力区------我认为目前在地球轨道上除了用于燃料的传送外没有太多的实际意义
小威力版天梯,可以这么理解不?
如果方案有可行性的话,纳米材料方面可是个攻坚难题,要保证传导安全力学牢靠的系数值才行。
嗯,很早以前就在少年科技看到这样的设想了,可不知道会有这么多这么复杂的问题,有了这个,也许能帮助空间站多弄些电力
空间站的临时卫星,作用大大有。