空間站的案例
結構與流體仿真 | Axiom Space利用仿真技術建造首個商用空間站
私營空間站不可或缺
Axiom Space當前的短期目標在于設計、制造并發射這些太空艙與國際空間站對接。未來的某個時機，其終將與國際空間站分離，成為自主獨立的空間站，這是首個完全商業化的空間站。分離之后，Axiom將繼續增加太空艙，其中一部分太空艙專為特定的太空制造或科研客戶設計。雖然可能有人質疑是否有必要運行新空間站，以至功能各異的多個空間站，但Ondler堅信，無論是在當前還是在遙遠的未來，都將需要多個空間站。
他認為：“我們的空間站立竿見影的用途，是在微重力環境下進行實驗，并制造在地表不能制造的產品?！彼岬搅艘恍┮言趪H空間站上探索過，且有實際價值的解決方案：
將現有光纖技術傳輸長度提高100-1000倍的光纜
在微重力下，有可能生物打印出完美視網膜和角膜植入物，然而，由于地表受制于重力的作用，此類應用在打印中會發生變形
在地表重力環境下，某些金屬合金呈現類似油和水這樣的分離態，但在微重力環境下卻有可能形成渾然一體狀，提供截然不同的金屬特征和功能
完美的蛋白質晶體有助于提高藥物研究的速度與效率
Ondler總結道：“屆時，將形成對空間站長期的更強烈、更不可或缺的需求，推動人類走出地球搖籃。也許是未來100年，甚至是1000年以后。但從物種生息存續的意義上看，我們需要放眼更廣闊的宇宙。”
展開 空間站黑科技：核心艙機械臂的詳細科普...
此次試驗，初步檢驗了利用機械臂操作空間站艙段轉位的可行性和有效性，驗證了空間站艙段轉位技術和機械臂大負載操控技術，為后續空間站在軌組裝建造積累了經驗。
國際空間站即將分裂，新一輪太空競賽或將展開
幾十年來，國際空間站（ISS）一直由美國與俄羅斯共同運營，NASA曾提出希望將ISS運營至2030年，但這個計劃或即將被打破。俄羅斯航天局近日表示，將最早于2024年退出ISS，并著手建立獨立的空間站。
國際空間站曾是東西方合作的典范
進一步加深美俄關系復雜性的是，俄羅斯今年早些時候與中國簽署了一份諒解備忘錄，兩國將在深空探索領域進行密切合作，探討建立聯合月球基地。
但是就目前而言，俄羅斯航天局用行動表明，它將繼續分擔責任，讓國際空間站暫時配備充足的人員和物資。例如，該國已計劃對該站進行必要的維修，并且仍在為俄羅斯宇航員安排往返ISS的飛船。
未來的太空格局
中國計劃于2022年建成自己的空間站，目前已成功發射第一個空間站模塊，俄羅斯也計劃于2030年獨自建立空間站，在ISS退役后，相信NASA也不會落后，屆時我們的天空中將有多個人類聚集實驗室。相信隨著各國對太空探索領域投入的加大，人類太空探索事業將很快取得重大突破！
國際空間站（ISS）簡史與運營，請參看往期文章:
國際空間站（ISS）簡史與運營
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展開 中國空間站第一批旅客踏上征程！
北京時間2021年6月17日9時22分，神舟十二號飛船從位于中國北方戈壁沙漠的酒泉發射中心成功發射升空，三名中國宇航員乘坐飛船前往中國“天宮”空間站（Chinese Space Station, CSS）的天和核心艙，他們將在太空中生活和工作三個月的時間。
神舟十二號飛船
神舟十二號載人飛行的重要意義
這是近五年來中國第一次將宇航員送上太空，同時也是是建設中國空間站的四次載人飛行中的第一次。執行本次任務的三名宇航員分別是聶海勝、劉伯明和湯洪波，聶海勝之前有過兩次太空飛行經驗，劉伯明有過一次太空飛行經驗，對湯洪波而言這是他的第一次太空飛行。
從左至右依次是湯洪波、聶海勝和劉伯明
4月，隨著天和核心艙的發射，中國正式開始建設下一代空間站。建成后，該站將為中國提供一個近地軌道載人前哨，讓中國和伙伴國家能夠進行未來十余年的科學實驗。 神舟十二號任務將尋求完成與驗證與關鍵技術有關的幾個主要目標：
①宇航員長時間在軌停留
②再生環境控制和生命支持
③宇航員和材料補給
④空間站外的活動和操作
⑤空間站的在軌維護
如果任務一切順利，這個初出茅廬的空間站將成為繼國際空間站（ISS）之后又一個人類空間棲息地，到2022年建設完成后，它將有ISS大小的四分之一。
中國空間站想象圖
太空中的“豪華套房”
天和核心艙配備有3個獨立臥室和1個衛生間，對資源稀缺的太空來說，這無疑算得上是“豪華套房”。飲食方面，空間站配備了超過120種營養均衡的航天食品，可滿足宇航員長期在軌健康生活。此外，空間站還配備有WIFI、視頻電話、太空跑步機等設施，可以滿足宇航員在工作之外的生活需求。
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中國空間站機械臂到底有多牛？這一連串動作太酷了！
▲機械臂輔助太空行走
此外，機械臂可捕獲來訪懸停飛行器、轉移貨運飛船載荷、進行空間站艙表狀態檢查、輔助航天員出艙活動，并可與實驗艙實現機械臂級聯組合。
我國通過空間站機械臂的研制，實現了空間機器人產品的全流程研制，培養了一大批人才，實現了空間機器人系統研制體系的全方位構建。不但能夠滿足空間站機械臂的使用，而且還應用到月球探測采樣機械臂、火星車移動系統等空間機器人系統研制需求，同時這些技術還可滿足外骨骼機器人等軍民融合方面的應用拓展。
如今，新一代的航天人，用他們的勤勞智慧，不斷取得的新成就，為我們中華民族的偉大復興添磚加瓦！作為一個中國人，我為此感到非常自豪！
來源于：陽普科技sunpro
展開 宇航員在國際空間站拍攝到被神秘綠光覆蓋的地球！
我們看過很多從國際空間站（ISS）拍攝到的宇宙照片，它們都是絕佳的藝術品。而這幅由歐洲航天局的宇航員托馬斯·佩斯奎特拍攝的神秘綠光籠罩下的地球更讓我們驚嘆不已。
這些神秘的綠光其實是極光，它是如此特別，因為它照亮了地球的夜晚，看起來宛如白晝
佩斯奎特自今年4月以來一直居住在國際空間站，他計劃在11月返回地球。這幅精彩的極光照片拍攝于今年8月，佩斯奎特充分向我們展示了他的太空攝影技巧。在到達國際空間站之初，他就曾拍攝下一幅燈火輝煌的地球夜景。
佩斯奎特的太空攝影作品之一， 地球夜晚的燈光和天上的星星交相輝映
極光也被稱為北極光或南極光，極光的舞動向宇航員們提供了壯觀的地面美景，也激發了科學家研究來自太陽的能量和粒子的熱情。 ?
感謝國際空間站的宇航員為我們拍攝下如此美麗的地球，這樣的地球讓我們仿佛置身于魔法世界，期待飛往天空的人類能給我們帶來更多精彩的太空美景！
展開 俄媒：中國計劃2022年發射天宮空間站，航天將實現跨越式發展
導讀：俄媒稱，中國計劃2022年發射天宮空間站。天宮預計將遵循與國際空間站類似的設計標準，并向外國宇航員打開大門。
2015年8月28日，航天員景海鵬（右）、陳冬在天宮二號艙內進行艙內程序訓練。 新華社發
據俄羅斯衛星通訊社網站8月8日報道，天宮將由一個核心艙與兩個實驗艙組成，足以容納3到6名宇航員。國際空間站與俄羅斯“和平號”空間站都容納過多國宇航員。
航空軍事專家張寶鑫5月接受采訪時說：“只有少數國家有能力將空間站送入軌道。這是一個宏大的項目，彰顯中國科技綜合實力。天宮將使中國擁有一個能夠成功進行科學實驗的太空實驗室?！?報道稱， 天宮還將配備一臺巡天望遠鏡，其分辨率與哈勃望遠鏡相當。
張寶鑫說：“500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）與軌道巡天望遠鏡相結合，將推動中國航空航天實現跨越式發展……中國甚至可以取得領頭羊的位置?！?報道表示，天宮空間站的兩個實驗艙還可以在加壓環境下開展自由落體和微重力實驗。
北京藍箭空間科技有限公司上個月宣布將在2020年發射朱雀二號火箭，這是中國國內運力最大的民營運載火箭。
據香港亞洲時報網站報道，藍箭空間科技有限公司計劃2019年完成這一中型液氧甲烷運載火箭的地面試驗，2020年進行首飛。
展開 芯熱點 | 中國電科助力空間站天和核心艙發射任務圓滿成功
其中，七個關節驅動組件及高精度位置傳感器是實現機械臂運動、精確定位的執行機構，中國電科突破了小型化設計技術、長壽命空間運動部件潤滑技術等關鍵技術難題。
此外，中國電科還首次應用了千兆萬兆一體化光收發組件，在綜合分析、精心設計、充分驗證的基礎上，滿足了產品空間輻照、熱真空環境下的應用需求。同時，配套了新一代國產高效率、高可靠和長壽命的空間行波管，關鍵性能參數已領先國際同類產品。配備的大量濾波器、放大器、微波組件等產品，實現了設計技術創新和工藝技術創新，多項關鍵技術指標優異，在任務過程發揮重要作用。
新聞深一度
中國空間站基本構型包括天和核心艙、問天實驗艙Ⅰ和夢天實驗艙Ⅱ。本次發射的天和核心艙，是空間站的主控艙段，主要對整個空間站的飛行姿態、動力性、載人環境進行控制。在天和核心艙發射升空之后，我國還會相繼發射問天號實驗艙I和夢天號實驗艙Ⅱ，這種三艙構型可以對接兩艘載人飛船、一艘貨運飛船。
記者/王雪姣 通訊員/鄭夢雨 李成蹊
李燕茹 任艷艷 楊夢雪 陳慰
李麗 張詩月 孫劍偉 校對/陳清杰
| 來源：中國電科，新聞中心
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展開 問天實驗室艙與天宮空間站完成對接
神舟十 四 號機組人員隨后將進入問天艙，他們是第一批見證兩個大型空間站艙在軌對接的中國航天員。
問天實驗艙全長17.9米，最大直徑4.2米，起飛重量23噸，是我國研制的最大、最重的航天器。它擁有與天和核心艙相同的宇航員生活設施，包括三個睡眠區、一個衛生間和一個廚房。
空間站的最后一個組成部分——夢天實驗室艙將于今年10月發射升空。屆時，中國空間站將從基礎核心艙擴建為基本的T型三艙結構，天和核心艙位于中心，兩側分別為問天和夢天兩個實驗室艙。
中國空間站機械臂有多牛？承載25噸 可單手抓飛船
# Space Day of China #
6月17日，航天員聶海勝、劉伯明和湯洪波先后進入天和核心艙，標志著中國人首次進入自己的空間站。
“天和”核心艙由生活控制艙、資源艙、節點艙三個部分構成，在太空為宇航員和科學家提供居住和科研環境。
引人矚目的是，“天和”核心艙外的一對大型機械臂，為我國首個具有七個自由度的機械臂，從而在太空可以實現類似人類手臂的運動能力。
七個自由度意味著什么？21所專家說，這是對人類手臂的最真實還原，是我國目前智能程度最高、難度最大、系統最復雜的空間智能制造系統，最大承載能力25噸。
核心艙機械臂通過末端執行器與目標適配器之間的對接與分離，類似于木工常用的榫卯結構，可實現艙體爬行功能，以一種類似蠕蟲的運動方式移動到空間站的許多部分，進而在更大范圍觸達空間站各艙體外表面。
機械臂具備艙體爬行功能，并實現艙外狀態監視。
展開 大國重器天宮空間站，扒一扒十年磨一劍背后的“中國黑科技”
大國重器，十年磨一劍
導語
北京時間2021年6月17日18時48分，中國航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波先后進入天和核心艙，標志著中國人首次進入自己的空間站。自1992年中國政府制定載人航天工程“三步走”發展戰略以來，中國航天技術迅猛發展，技術屢創新高，其中工程仿真技術以及GUI技術的應用，對提高研發效率、降低研發與制造成本、提高人機交互界面操作可靠性等方面做出了重要貢獻。下面，小優就扒一扒天宮空間站背后的“中國黑科技”。
1空間輻射場仿真，評估宇航員的輻射風險
南京航空航天大學航天學院魏志勇教授領銜的“空間輻射環境探測及效應”課題組通過建立中國宇航員數字人體模型，結合已有的空間輻射場模型和在軌實測數據，采用計算機建模仿真的方法，研究空間輻射場在宇航員體內的輻射劑量，從外輻射場、內輻射場、損傷劑量等角度評估宇航員的輻射風險，并提出防護措施，為宇航員在軌工作的輻射安全保障提供支撐。
2電機聲學仿真，保障空間站低噪聲工作環境
21所新研的某款步進電動機是確保環控生保分系統中整個水處理循環系統能正常運行的重要件，最大的難點在于保證水處理循環系統正常工作的同時，還要保持噪聲控制，不能對宇航員的日常生活造成影響。通過與某聲學研究所進行合作，對噪音進行聲學溯源，通過技術調研、仿真分析與實驗驗證，并在幾個關鍵時間節點上加班加點，硬是在一個月內搶出時間，啃下了這塊“硬骨頭”。
3可靠性仿真，傳承“萬無一失”的工匠精神
素有“神箭”美譽的長二F火箭是目前我國唯一一型載人運載火箭，進行過多項技術改進，可靠性和安全性屢上新臺階。
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國際空間站發生空氣泄漏 俄檢查飛船安全瑕疵
俄羅斯國際空間站近日出現空氣泄漏，艙壓下降。宇航員對所有艙室進行了檢查，發現與空間站對接的“聯盟MS-09”飛船上有微小裂痕，飛船漏氣的原因是封膠的鉆孔。隨后宇航員使用特殊密封膠進行了補漏維修。
俄新社4日報道稱，俄羅斯航天集團總裁羅戈津表示，調查委員會正在調查，造成空氣泄漏的“聯盟MS-09”號飛船外殼里面的鉆孔，是地面制造缺陷，還是在太空飛行時出現的。不過據俄羅斯航天領域消息人士透露，空氣泄漏事故是制造缺陷引起的，飛船內殼在地面時被錯誤鉆孔。
據悉，“能源”火箭航天集團決定檢查所有現有和正在生產的“聯盟”和“進步”飛船是否存在生產瑕疵。（劉 鵬）
來源：環球時報
展開 日本億萬富翁即將于12月前往國際空間站旅行
日本億萬富翁前澤友作即將進行的太空飛行將使公眾能夠更詳細地了解國際空間站上的生活。前澤友作是日本最大的在線時尚商城Zozotown的總裁，他的凈資產預估為20億美元。12月8日，他將與制片人平野洋三和俄羅斯宇航員亞歷山大·米蘇爾金一起乘坐聯盟號飛船升空。
三名船員正在接受訓練，從左至右依次是前澤友作、亞歷山大·米蘇爾金和平野洋三
前澤友作在向公眾征求意見后，編制了一份清單，列出了在為期12天的旅行中在太空中要做的100件事。他試圖與公眾分享在太空中的體驗，包括日常生活中的簡單事情，也許還有其他一些有樂趣的活動。前澤友作在今年早些時候表示，“我很好奇，太空生活是什么樣的？因此，我計劃自己找出答案并與世界分享?！?承接此次旅行業務的是位于弗吉尼亞州的太空冒險公司（Space Adventures），該家公司此前曾在2001年至2009年期間向空間站發送過其他七名游客，前澤友作為此次旅行支付了多少費用尚不清楚。
展開 【iSolver案例分享15】空間站太陽翼桅桿模態分析案例
引言：結構有限元軟件iSolver已發展到一定階段，現采用結構有限元軟件iSolver進行結構分析，iSolver可使用Abaqus作為前后處理工具，本文以橋梁結構的模態分析為例，將iSolver和Abaqus計算結果進行對比，計算實例采用經典案例“空間站太陽翼桅桿模態分析”，比對兩種有限元軟件的計算結果。
模態分析是各種動力學分析類型中基礎的內容，結構和系統的振動特性決定了結構和系統對其他各種動力載荷的響應情況。所以，一般情況下，在進行其他動力學分析之前首先要進行模態分析。
使用模態分析有如下功能。
（1）可以使結構設計避免共振或按照特定的頻率進行振動。
（2）可以認識到對于不同類型的動力載荷結構是如何響應的。
（3）有助于在其他動力學分析中估算求解控制參數（如時間步長）。
問題描述：
模態分析用于確定太陽翼桅桿結構的固有頻率，可以使設計師在設計時避開這些頻率或者最大限度地減少對這些頻率上的激勵，從而消除過度振動和噪聲，分析結果可以為桅桿的設計提供重要的參數。
本案例以空間站太陽翼桅桿的空間桁架結構為參考原型，經過適當修改。空間桁架結構為三棱空間結構，桁架沿長度方向有3條縱桿，縱桿的每節長度為0.5m，共有40節；每兩條縱桿形成一個側面，每個側面的兩縱桿之間等間距地分布有橫框，橫框間距為0.5m，空間桁架結構的每一節有3條橫框，構成等邊三角形；個側面的每節縱桿和橫框構成的矩形內沿對角線方向有兩條斜拉桿，斜拉桿空間相交，但交點處無連接；整個空間桁架結構共有40節，總長20m。
圖1 桅桿有限元模型
操作：
設定好材料參數后，建立分析步，求解前5階固有頻率和振型。
展開 淺談太空“機械臂”
我國未來的貨運飛船很可能使用機械臂實現捕獲和轉移，完成飛船和空間站的對接。中國空間站項目中還有重達十幾噸的巡天光學艙，它也可能使用機械臂進行捕獲、移動和對接，并對其進行在軌維護。
中國空間站機械臂也將支持航天員出艙活動。在此次出艙活動中，劉伯明就是用腳限位器將自己固定在機械臂末段，然后在機械臂支持下進行大范圍轉移，這要比航天員自主爬行省時省力很多。
中國空間站機械臂還帶有視覺系統，除了方便航天員進行遙控操作外，還能用于對空間站外部進行定期巡檢。從中國空間站機械臂預定的空間工作任務看，我國研制的機械臂性能強、應用范圍廣泛。
總之，空間站機械臂雖然體積重量不大，但卻是空間站建造和應用的核心裝備，在空間站建造、維護、科研以及在軌維護等領域發揮著重要作用，成為航天員進行艙外活動的力量倍增器。
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