刚刚过去的4月24日——中国航天日，是属于星辰与人类想象力的一天。从1970年的这一天，“东方红一号”划破天际，到“天问”探火、“嫦娥”揽月、“天宫”建成，中国航天人用一次次突破，将古老的飞天梦想写入浩瀚星河。

在致敬这些已成的壮举时，我们的目光也投向了那些正在孕育中的科学突破。从仰望到抵达，人类迈向深空的每一步，都源于对未知的不懈追问；而在宏大的航天工程背后，是无数仍在推进中的科学问题、尚未定型的研究思路，以及不断被修正与完善的知识边界。

因此，为庆祝这个特别的日子，我们不妨换一种方式参与“探索宇宙”，从一篇篇预印本出发——本期推文精选了平台上航天相关的预印本文章，让我们一同查阅这些研究，看看科学家们如何为征服星辰大海铺路、如何以智慧回应宇宙的提问。

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• 《新航天时代下的宇航员训练：综述》

该预印本系统梳理了自人类载人航天起步以来，宇航员训练体系的演变历程、现状及未来趋势。作为长期从事航天、深海等极端环境系统研发与培训工作的从业者，作者们指出早期的宇航员训练主要面向军事飞行员，任务周期短、目标单一，重点放在飞行操作和应急处理上。而随着国际空间站的建设与长期驻留成为常态，训练内容已大幅扩展，涵盖多模块系统操作、国际合作、科学实验执行、语言能力以及长期飞行的心理与团队适应能力。

文章还横向对比了美国国家航空航天局（NASA）、俄罗斯航天局（Roscosmos）、欧洲航天局（ESA）、中国国家航天局（CNSA）、日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）和加拿大航天局（CSA）的训练模式，发现尽管各机构在基本训练阶段结构上相似，但在自主性要求、工程能力培养和与地面控制的互动方式上存在明显差异：例如NASA强调与任务控制中心的紧密协作，而俄罗斯更注重宇航员独立解决技术问题的能力。

此外，文章还重点讨论了商业载人航天的兴起对传统训练模式的冲击。与政府机构长达数年的训练周期不同，商业公司提供的训练时间从几天到几个月不等，且在美国尚无强制性的联邦安全法规背景下，训练内容和标准由企业自行把控，主要集中在离心机体验、失重飞行、应急程序和模拟器操作等方面。

文章总结认为，随着人类航天活动向低地球轨道以外延伸（如月球、火星任务），宇航员训练必须进一步向系统集成能力、跨文化协作、自主决策和长期任务适应性等方向演进。同时，国际航天机构之间的协调机制（如ISS多边乘员操作小组）已在一定程度上推动了训练标准的统一，而商业航天的参与则带来了灵活性，也提出了监管与安全的新挑战。整体而言，宇航员训练正从“任务准备”转向“能力建设”，以应对更复杂、更长期、更多元的深空探索任务。

您可通过链接查看该预印本原文：https://www.preprints.org/manuscript/202512.1628

• 《热耦合环境中航空航天结构多参数全光纤感知与全域变形重构方法研究》

该预印本提出了一种基于光纤布拉格光栅（FBG）的全光纤传感网络，用于极端热–力耦合环境下运载火箭整流罩的结构健康监测。通过波长–空间双复用架构，在最少传感器布设条件下实现了全场应变与温度的同步监测，并结合反演有限元方法（iFEM）实现结构变形的高精度重构，精度达到亚毫米级。

实验结果表明，FBG传感器在500℃高温下仍可实现0.8με的应变测量精度，显著优于传统传感技术。在15MPa机械载荷与420℃热冲击条件下，结构未出现损伤扩展，传感系统能够实时获取应变分布与整体变形，验证了其在复杂工况下的可靠性与适用性。

该研究突破了传统电学传感在高温、高压及强电磁干扰环境中的局限，构建了可实现多点高速同步采集的全光纤传感网络，并通过FBG与iFEM的融合，实现了由局部测量向全域变形重构的跨尺度分析，显著提升了结构健康监测的精度与直观性。

此外，研究通过与应变片对比验证（误差小于5%），系统评估了FBG在高温环境下的测量可靠性。该方法为空间结构在严苛环境中的长期监测提供了可靠技术路径，并为可重复使用航空航天结构的工程应用奠定了重要基础。

该预印本后续发表在期刊Aerospace上，您可通过链接查看预印本原文及同行评审版本：

https://www.preprints.org/manuscript/202512.1637

• 《基于Kriging模型与布谷鸟搜索算法的聚乳酸零件熔融沉积成型工艺参数优化及力学性能研究》

作为一种新兴的快速制造技术，3D打印凭借其在高效制造复杂结构及功能集成部件方面的优势，已广泛应用于航空航天、船舶制造及风电等多个领域。该预印本开发并验证了一种将布谷鸟搜索（Cuckoo Search, CS）算法与Kriging模型相结合的FDM工艺参数优化方法。与大多数依赖实验的传统方法相比，所提出的代理模型能够在连续参数空间内有效表征工艺参数对性能的影响。研究结果表明，该方法具有更高的有效性，不仅能够降低实验成本，还能够提高FDM工艺参数优化的效率。

本文获得的最优工艺参数如下：打印速度为31mm/s，打印温度为225℃，对应的最大拉伸强度为37.47MPa。同时，得益于Kriging方法较高的预测精度以及CS算法参数较少、易于调节的优势，所提出的方法具有良好的适用性，可进一步推广应用于以性能提升为导向的工艺参数优化问题。

该预印本后续发表在期刊Aerospace上，您可通过链接查看预印本原文及同行评审版本：

https://www.preprints.org/manuscript/202412.0111

• 《航空航天用混合纳米复合材料的最新进展》

该综述系统总结了用于航空航天领域的金属基混合纳米复合材料的最新研究进展，重点关注其设计、制备方法、力学性能及未来发展方向。文章指出，以铝、镁、钛等金属为基体，结合碳纳米管（CNTs）、石墨烯及陶瓷纳米颗粒（如SiC、Al₂O₃）等增强相的混合纳米复合材料，在轻量化、高强度、耐磨性和热稳定性等方面展现出优异性能，极具应用潜力。

在研究方法上，本文主要基于文献综述与对比分析，总结了当前主流制备技术，包括粉末冶金、化学气相沉积、增材制造以及搅拌铸造等，并系统分析了不同工艺对材料微观结构与性能的影响机制。同时，从位错阻碍、界面载荷传递及多尺度增强协同效应等角度，对强化机理进行了归纳。

研究结论表明，混合纳米复合材料能够显著提高材料的抗拉强度、耐磨性、热导率及抗腐蚀性能，并在高温高应力环境下表现出优异的服役性能。此外，多尺度（微米+纳米）增强相的协同作用是性能提升的关键因素，为航空结构件、发动机部件等应用提供了重要材料基础。

本文的主要亮点在于系统整合了不同增强体系与制备技术，强调“多相协同设计”理念，并指出通过界面工程与先进制造手段可实现性能的精准调控。同时，文章结合具体案例，展示了材料性能与微观结构之间的内在联系，该文为混合纳米复合材料在航空航天领域的应用提供了系统总结与发展方向，具有较强的指导意义。

该预印本后续发表在期刊Metals上，您可通过链接查看预印本原文及同行评审版本：

https://www.preprints.org/manuscript/202410.0972

• 《光纤布拉格光栅传感器网络增强航天器用多层隔热（MLI）包覆层的原位实时监测能力》

该预印本通过实验系统验证了将光纤布拉格光栅传感器网络嵌入航天器多层隔热包覆层以实现原位实时热监测的可行性与可靠性。

研究证实聚酰亚胺涂覆的光纤布拉格光栅传感器(FBG)传感器在热真空环境下可在-150°C至200°C 的宽温区内稳定工作，且传感器输出波长与温度之间呈现良好的线性响应关系。在正温区（0至200°C），线性拟合即可满足精度要求；而在低于-50°C的负温区，热敏系数出现衰减，需采用分段线性或多项式拟合以保持测量准确性。重复性试验显示，经标定后的FBG在真空恒温条件下可实现优于±0.1°C/h的温度稳定性监测。

该研究作者利用热真空室模拟空间热环境，将FBG与标准热电偶进行对比校准。实验分为三个阶段：0–200°C热循环验证线性响应，-150–200°C热循环考察低温行为，最后进行重复性与精度验证。数据通过 SmartScan解调仪采集，基于布拉格波长偏移量提取热敏系数并建立温度转换模型。

该研究亮点体现在传感器在真空条件下的自由铺设策略。实验表明，将光纤仅以胶带在远端固定而不在光栅区施加粘接，可有效规避机械应力干扰，同时保留了多层隔热（MLI）的柔韧性与轻量化优势。此外，FBG单纤多测点的分布式测量能力与抗电磁干扰特性，使其在航天热控领域展现出比传统热电偶更小的布线复杂度与更高的集成潜力。

本研究指出，需要进一步研究以检验FBG在低温情况下的行为，并更好地了解实验数据确定的两个线性拟合之间的过渡阶段。最后，本研究强调了为开发特定的传感器封装制定精确标准的重要性。鉴于光纤对包括温度和机械条件在内的环境因素异常敏感，这是一项颇具挑战性的任务。总体而言，FBG传感器在空间应用（尤其是热表征方面）的潜力，为该领域的技术进步提供了一条充满前景的途径。

该预印本后续发表在期刊Micromachines上，您可通过链接查看预印本原文及同行评审版本：

https://www.preprints.org/manuscript/202304.0097

在这些研究背后，我们看到的不只是进入太空的技术路径，更是一代代科研工作者在摸索中拓宽认知边界的轨迹。航天从来不是一蹴而就的壮举，而是在无数设想、验证与修正中逐渐成形的长期事业，而预印本正是这一过程被记录与分享的重要方式。