空间碎片减缓技术发展研究

正如电影《地心引力》（Gravity）呈现出的因为空间碎片而导致的巨大灾难，空间碎片对人类的空间资源开发活动构成了极大的威胁，必须想方设法地控制和减缓空间碎片。控制、减缓空间碎片的措施主要是预防和治理两种。在积极预防产生空间碎片的基础上，还有必要采用先进的清除技术对已经漂浮在轨道的空间碎片进行治理。     

空间碎片天基主动清除技术相关法律、政治及经济问题分析

近年来，人们越来越认识到空间碎片问题的严重性，特别是在低地球轨道，不能对其置之不理或者仅采取简单的减缓手段。对空间环境演化预测的研究表明，目前的减缓措施并不能够充分保证人类在空间的安全出入以及对近地轨道环境的长期使用。如果希望可持续地开展空间活动，就需要考虑空间碎片天基主动清除技术（ADR）。该技术目前尚未实施。其中不仅有技术可行性的原因，还涉及法律、政治及经济等问题。另外，在当前有限的资金形势下，空间碎片天基主动清除技术的成本问题也无法忽视。     

空间碎片减缓的“国际机制”概述

正空间碎片是人类探索和利用空间所产生的废弃物,随着世界航天发射活动的日益增多,空间碎片总数也与日俱增。数量庞大的空间碎片对航天器的在轨安全运行,以及人类的空间资源开发活动构成了极大的威胁。国际社会越来越认识到空间碎片的严重问题,并且达成了共识—空间碎片减缓必须由所有国家(机构)共同努力才能完成,由此形成国际机制,编制了一系列关于空间碎片减缓的纲领性指导文件,旨在维护所有国家的共同利益,最大限度地减少和避免空间碎片的危害。     

以国际环境法基本原则推进空间碎片治理

<正>当下，空间碎片领域面临着空间环境恶化、减缓战略停滞和主动清除计划饱受争议等现实问题。在现有外层空间法律规范不足以应对碎片问题的前提下，通过适用在地球环境治理中表现卓有成效的国际环境法基本原则，能有效补充与深化外空空间碎片治理理念。国际环境法基本原则对空间碎片治理有着重要的借鉴价值，能填补空间碎片治理法律原则的缺位，有力应对治理困境。将国际环境法基本原则延伸适用至外空环境、推动碎片治理软法的出台，坚持适用共同但有区别的责任原则、预防原则、无害原则以及国际合作原则，能为空间碎片问题提供不同的解决方案。     

如何应对空间碎片的威胁?

作为发展中的航天大国,中国十分重视空间碎片问题,致力于空间碎片减缓和防护研究,积极推进国际交流与合作。1995年6月,中国以国家航天局的名义加入了"机构间空间碎片协调委员会"(IADC),开始了空间碎片领域的研究。今年5月12-15日,中国国家航天局将在北京主办IADC第32次会议。本刊特邀请中国科学院国家天文台专家刘静介绍空间碎片问题的国际环境及应对的最新进展。     

中国三管齐下应对空间碎片

作为一个负责任的航天大国,中国高度重视"太空环保",目前已逐渐形成监测预警、航天器防护和空间环境保护三大工程体系应对空间碎片问题,有效减缓了空间碎片的产生,得到国际社会好评。空间碎片是指人类在航天活动中产生的太空废弃物,也称"太空垃圾"。     

中国对空间碎片环境保护的贡献

正作为一个负责任的航天大国,中国一直高度重视空间碎片问题,设立了专门的空间碎片行动计划,成立空间碎片协调和专家组,不断加强空间碎片监测、预警、防护和减缓等各项研究工作。国际机构间空间碎片协调委员会(IADC)是国际上空间碎片领域唯一的政府间国际组织,由美国宇航局、欧空局、日本宇宙航空研究机构、俄罗斯航天局联合于1993年10月26日发起成立,旨在协调各国航天机构的行动,     

卫星发射对空间碎片环境影响分析

未来航天发射情况直接影响空间碎片环境，必须对其进行合理规划，以维护外空长期可持续发展.利用中国自主建立的空间碎片长期演化模型（SOLEM），结合蒙特卡洛方法，量化分析了空间物体发射数量、发射质量、发射面积等因子对未来空间碎片环境的影响，进一步研究了大型星座造成的未来空间物体碰撞次数和碎片数量的增加.仿真结果可为合理规划未来的航天发射规模提供理论依据.      

国际标准化组织空间碎片标准对我国空间碎片标准化研究工作的启示

世界性的组织机构以及各国越来越重视空间碎片相关标准编制与实施,以此来约束各国及组织在航天器研制、发射、运行、处置过程中的行为。国际标准化组织（ISO）作为世界最大、最权威的标准化组织机构,肩负着推动空间碎片领域国际标准化工作的使命。2010年以来,ISO加速了空间碎片标准的编制进度,发布了多项国际标准,对我国开展空间碎片标准化研究工作具有重要的借鉴意义。     

规避时段选择与机动变轨研究

按照空间碎片减缓指南的要求, 当两个空间物体发生碰撞前需要进行规避操作. 本文对规避中涉及到的速度增量与轨道变化的关系进行了分析, 探讨了一些具体的机动变轨方法, 同时还就测站的观测时段问题作了研究, 为碎片预警和航天器的规避提供了有力的支持.      

空间碎片环境模型

空间碎片环境建模就是用数学方法描述空间碎片在三维空间和未来时间的数量、分布、迁移、流动以及碎片的物理特性（如尺寸、质量、密度、反射特性等）。空间碎片环境模型可以分为三类：第一类是确定性的,能逐个测算单个碎片的轨道参数和物理特性;第二类是统计性的,能通...     

治理空间碎片“任重道远”-专访空间碎片研究专家韩增尧

空间碎片是人类航天活动对空间环境的污染物,俗称“太空垃圾”,也是人类须共同面临的环境问题。人类有责任找出有效的治理方法,给后人留下洁净的空间,而且解决空间碎片问题需要各航天国家的共同努力。2014年5月12日,第32届机构间空间碎片协调委员会（IADC）会议在北京召开,与会各成员国和机构的专家们就空间碎片问题进行了广泛而深入的探讨。为此,本刊记者专访了空间碎片研究专家韩增尧研究员。     

空间碎片研究的新进展

空间碎片研究的新进展安嘉欣（北京空间科技信息研究所）□□１９９６年７月，法国ＣＥＲＩＳＥ卫星被“阿里安”火箭的一块碎片撞中了重力梯度杆，其上半部分被截断，严重影响了姿控系统，这是地面监测网登录的两个目标首次相撞。１９９６年１１月中俄罗斯火星－９６探测...     

匹配滤波方法在非相干散射雷达测量空间碎片中的应用

利用2010年3月25日欧洲非相干散射雷达的常规电离层探测数据, 分析了实测数据中接收功率突变的现象. 高度发生在500 km以上的功率突变一般不是由于地球物理影响产生的, 而要归因于卫星或空间碎片. 采用匹配滤波方法实现了对空间碎片的探测和提取, 利用相干积累的方法提高了信噪比, 共获得363个碎片, 得到了碎片随高度和时间的分布. 结果表明, 碎片高度分布主要集中在800 km左右, 与欧洲非相干散射组织现有的碎片数据具有一致性.      

履行航天大国的国际责任 实现空间活动的持续发展——中国开展空间碎片研究进展扫描

目前,人类已将6000多颗航天器送入太空,这些航天器在广泛服务社会的同时,在航天器发射和"寿终正寝"后将变成空间碎片(太空垃圾),这些太空幽灵正在威胁着在轨运行航天器的安全。十多年来,如何清除太空垃圾,如何减缓太空垃圾的威胁,一直是国际社会广泛关注的问题。"十五"以来,中国政府在发展航天技术的同时,高度重视"太空环保"问题,许多中国航天工作者在为减缓和对付太空垃圾而孜孜不倦地工作,中国在空间碎片科学研究和     

空间碎片天基监测图像仿真研究

空间碎片天基光学监测可以有效弥补地基监测的时空覆盖缺陷.目前天基观测数据不足甚至没有数据，这给监测系统研制、数据处理算法研究及软件系统研发和验证造成了一定困难.因此，研发能够为相关研究提供空间监测图像的空间碎片天基监测图像仿真软件系统具有重要意义.本文根据天基监测图像的特点，研究基本算法，设计仿真流程，给出仿真图像并对结果进行分析.为得到符合实际观测场景的高精度仿真图像，软件系统采用瞬时惯性坐标系；基于Tycho2星表提出了采用基于索引文件的快速星表查询方法来生成背景星图；利用两行根数（Two-Line Element，TLE）数据集仿真空间碎片观测值；并对结果图像中目标的运行轨迹进行分析，得出天基监测空间目标的成像特性.仿真结果表明，该仿真系统能够针对不同观测条件和观测平台，在兼顾精度与时效性的情况下，获得较为真实的空间碎片天基光学系列观测图像.      

空间碎片能量转化利用技术

针对目前空间碎片问题，提出空间碎片发动机概念，立足于使用捕获到的空间碎片，转化为发动机可用的推进剂。在完成碎片清理目标的同时，获得可持续的动力来源，延长清理器的工作寿命。针对空间碎片制粉的方法进行研究，提出使用球磨仪对金属样本进行研磨。使用转刀式粉碎机对非金属材料进行粉碎。通过实验发现，多数粉末粒径达到微米量级。针对空间碎片粉末推进方式进行研究，提出使用静电加速推进方式对粉末进行加速。空间碎片发动机虽然起源于空间碎片清理任务，但是可持续的推进剂供应，也将为小行星探测等任务提供更好的思路。     

空间碎片减缓措施及其研究对策

随着人类空间技术的进步和发展 ,每年发射进入太空的人造天体越来越多。当这些人造天体失效后 ,由于目前人类对其缺乏及时有效的回收手段 ,随着时间的推移 ,堆积在太空中的废弃物将越来越多 ,总有一天人类再也不能向太空中发射任何人造天体。因此为了合理利用和保护有限的太空资源 ,则必须减少或清除太空垃圾。文章正是基于上述目的 ,在人类尚无有效回收手段的情况下 ,考虑利用现有的技术提出一些空间碎片的减缓措施 ,并在此基础上提出中国对空间碎片减缓应采取的对策     

欧洲区域一体化和集成化空间发展全新的战略决策

2008年11月,欧洲航天局（ESA）部长级会议和欧洲联盟（EU）委员会通过决议,正式全面实施新的欧洲空间政策,并将空间政策具体化为真正可操作的空间项目。欧洲已分解目标并确定实施时间表,利用全欧洲空间系统一体化和集成化全新的战略思维和发展模式,高效率地解决空间各领域发展的挑战问题,使发展迈上新的台阶,确保欧洲处于世界空间发展稳定的前沿地位。