影响空间碎片环境的因素及对策

目前，外层空间的轨道碎片呈增长趋势，已经对航天活动构成威胁。自１９５７年发射第一颗人造地球卫星开始，迄今已经进行了约３４００次发射。大量卫星和末级火箭进入了外层空间，由于自然净化等作用，有些末级火箭和卫星已经被清除出空间。通过光学仪器和雷达的跟踪观测得知，在编目的２２０００个碎块中有１５０００个已经陨落。留在空间的约７０００个物体中，只有大约３５０个是工作卫星，仅为编目物体总数的５％。近１５年来，空间物体以每年１５０个的数目增长。未来的增长率将如何？是什么影响着空间碎块的增与减？有哪些措施可以控…     

空间物体有多少

从1957年10月4日到1988年7月底,美国空间跟踪网跟踪到的0.4米大小的物体有1.8万多,估计0.1米以下的小碎片有几百万。这么多的空间碎片以10公里/秒的速度飞行,对实用飞行器造成严重威胁。到90年代末,有可能形成绕地球飞行的“碎片云”。 1986年12月,欧空局成立一个研究空间碎片碰撞危险的小组。该小组认为,严重的问题是空间碎片会增加和飞行器碰撞的几率。例如,1983年7月,礼炮7号轨道站的观测窗出现4毫米大小的坑。挑战者号航天     

国外空间碎片清除计划

当前,近地球轨道上分布的空间碎片达到了前所未有的数量,且呈现加速增长的趋势,若不实施主动清除,碎片的数量将在未来200年内快速增长,给空间系统安全带来巨大的威胁。对空间碎片实施主动清除已成为主要航天国家的共识。1概述据美国空间监视网(SSN)观测(截至2012年7月4日),近地轨道中直径大于10cm的物体共有16399个,其中现役航天器不足1000个,而90%以上为失效或失控的空间碎片,其中质量大于     

针对空间碎片捕获的绕飞轨道设计

地球轨道上日益增长的碎片云已引起各个航天国家的担忧,地球轨道上可编目的空间物体数量30多年内增长了2倍多,若不实施主动清除,碎片的数量将在未来200年内快速增长,给空间系统的安全带来极大的威胁。自然椭圆绕飞轨道可在目标附近长时间绕飞,可保证碎片捕获系统具有长时间的观测、捕获时间。文章提出通过设计绕飞轨道来实现捕获碎片的方案,介绍并分别推导了基于C-W方程和轨道根数两种方式绕飞轨道设计的方法。针对假想的捕获目标,基于轨道根数方法设计了5种脉冲变轨的轨道方案,并进行了相应的轨道算例仿真。仿真结果表明:该方案可适用于任意的初始相位差,具备一定的工程实现意义。     

空间碎片将威胁人类安全

空间碎片将威胁人类安全１空间碎片对航天的影响据最新统计，目前在太空中约有３０００ｔ的空间垃圾，这些垃圾中差不多９５％以上是空间碎片，主要由运载火箭箭体、废弃的航天器和因卫星老化或热应力而与卫星分离的碎片组成。其尺寸大到数米的箭体，小到用雷达和光学望远...     

地基设备布站对空间碎片观测能力的影响分析

建立空间碎片地面观测站时,需要用数值仿真工具对其观测能力进行评估和分析.评估观测站能力的重要指标是测站设备对空间碎片的观测量和可观测频度.先进的设备指标和合适的测站位置能够大大提高观测能力.本文使用STK,PROOF等软件,对不同测站雷达和光学设备的观测能力(过境率和探测率)进行了数值仿真和比较分析,得到了一些初步结论,对于空间碎片监测网的设计有一定的参考作用.      

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.      

空间碎片自然衰减和太阳活动

分析研究了空间碎片数随太阳辐射流量Ｆ１０．７的变化;给出预报Ｆ１０．７长期变化的计算方法和预测空间碎片数的数学模型。结果显示：①强太阳活动造成空间碎片年增长率下降;②空间碎片数与太阳活动１１年变化密切相关,相关数为０．９;③空间碎片增长率约为发射率的两倍;④若发射率保持不变,则到２０２０年,大于１０ｃｍ的碎片数将达到１４５００;⑤若小碎片的增长为大碎片增长的两倍,则到２０２０年,大于１ｃｍ的碎片数可达１２５０００。     

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.      

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.      

太空新航线

美欲砍掉空间碎片研究计划 美国航宇局官员称,尽管承认轨道碎片对航天飞机、国际空间站和低地轨道卫星构成严重威胁,但预算超支正促使该局考虑在今年10月1日砍掉其已成立了23年的轨道碎片计划办公室。对于那些尺寸足够大、可被地面光学和雷达望远镜跟踪到的碎片,美国航宇局以及商业和科学卫星经营者仍然依赖美国航天司令部的跟踪数据。该军事部门目前每天都跟踪着约10000个直径大于10厘米的物体,使卫星经     

空间垃圾知多少

30多年的空间飞行活动,往外层空间注入了数千个人造物体,使地球周围的环境发生了很大的变化。空间飞行活动给外层空间环境带来许多不利影响,除了污染之外,最突出的是空间垃圾问题。空间垃圾给运行的卫星带来危险,其碎片落到地球上危害着公共安全,已经构成潜在的严重威胁。据1988年6月30日美国“航宇局卫星形势报告”的资料提供,当时跟踪的在轨空间物体共7184个(见表1),其中至少95％是无用的空间垃圾——不再工作的有效载荷、用过的火箭级、脱落的螺帽和螺栓,以及爆炸碎片。另一份有关空间轨道垃圾的报告也指     

空间物体解体碎片云的长期演化建模与分析

空间碎片云由空间物体解体产生的大量空间碎片组成,由于其相对集中地分布在有限的空间内,将会对临近航天器产生较大的碰撞威胁。为了分析解体碎片云长期分布特点,文章首先利用数值积分方法对空间碎片云短期分布规律进行了研究;在此基础上,针对处于环状分布的碎片云,根据碎片所在的轨道高度和具有的面质比值,将碎片划分到不同分组,以每个组作为研究对象,建立了描述碎片云在大气阻力作用下的解析演化模型。模型避免了对单个解体碎片的运动状态进行积分,可大大降低对计算资源和计算时间的需求。考虑在高度为1422km 圆轨道上运行的物体,解体产生了1780个碎片,利用解析演化模型得到碎片云未来50年内的演化分布状态。数值结果表明,碎片云的峰值密度在解体物体轨道高度附近,并在大气阻力作用下向更大高度区间内扩散;较低高度区间内碎片密度具有先增加,然后在大气阻力作用下不断减少的特点。     

天基连续毫米波空间碎片探测雷达方案设想

<正>1空间碎片的尺寸和分布特性空间碎片是指除正常工作的航天器外所有在轨的人造物体,包括失效载荷、火箭残骸、操作性碎片、由爆炸和碰撞产生的残碎片、固体火箭的燃烧剩余物、核动力卫星泄露的冷却剂以及航天器老化而脱落的表面材料和组件等。据统计,目前已经有约6000t太空垃圾在绕地球飞速运转。目前能够编目跟踪的尺寸在10cm以上的空间碎片约有1.8万个,1~10cm以下的空间碎片据估计有70万个。     

有6004个物体绕地球运行

到1986年4月间,北美航空空间防御司令部探查到绕地球运行的空间物体约有6,004个。这些物体是卫星、卫星和火箭的碎片,其中工作的卫星约有300～350颗。     

微光相机

〔据西德英文版《道尔尼邮报》1979年3月号报道〕微光相机是美国航宇局的空间望远镜观测极微弱宇宙物体用的科学仪器。1983年空间望远镜将用航天飞机发射到距地面500—600公里高的地球轨道上。在这样的高度上执行观测任务时,可以不受大气干扰。由于航天飞机载人,所以必要时能在轨道上对该装置进行维修或更换科学仪器。望远镜还能由航天飞机在空间捕获,然后送回到地面。     

空间碎片研究概况

随着射入外层空间物体数量的不断增加，空间碎片环境问题越来越突出，联合国有关机构和世界各航天国家对这一问题越来越重视，并在近年来开展了大量的研究工作。根据1993年12月的联大决议，空间碎片问题在1994年2月列入联合国和平利用     

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...     

空间碎片光谱特性获取与分析方法研究

空间碎片的反射光谱是碎片表面材料与太阳光谱共同作用的结果,能够反映碎片的材料性质,为空间碎片的光学特性研究提供依据. 将观测获得的空间碎片反射光谱进行预处理后,与已知空间材料样本的光谱进行比对,比较两者间光学特性差异,包括连续反射光谱曲线中的峰值、斜率、形态、特征窄波段、吸收谱线和多波段反射光谱间的成像差异、色指数、特征温度等,分辨碎片表面可能的材料,最终实现对空间碎片光学特性的研究.      

美天军“太空篱笆”雷达站宣布启用

正经过5年建设,美国天军称为"太空篱笆"的空间监视雷达场站已可投入使用。位于马绍尔群岛共和国夸贾林环礁、耗资15亿美元的"太空篱笆"是一个地基雷达系统,主要用于跟踪低地轨道上的卫星和空间碎片。"太空篱笆"的主承包商是洛·马公司,能跟踪弹珠大小的细小物体,并具备对更高轨道上的物体进行搜索的能力,所获数