光学遥感卫星的激光威胁及防护体制探讨

针对光学遥感器激光防护任务需求,文章分析了激光对光学遥感卫星的光学部件、光电探测器件、电子学部组件的辐照效应,结合地基、天基激光武器对卫星的作战场景和模式,梳理了激光武器对卫星光学遥感器不同程度的打击效能及相应的阈值。文章对自适应激光限幅防护和快速响应快门防护技术、对防护的原理、关键技术进行了阐述;对应用配置和防护效能进行了分析;对激光威胁及防护的发展趋势进行总结。     

高能激光武器的毁伤机理及飞行器防御途径分析

高能激光武器是发射激光束直接毁伤军事目标的新概念武器。近几年来，美国高能激光武器的研制取得了突破性进展，其机载激光器即将投入实战。据预测，从2006年到2025年间，美国的机载、车载、舰载、地基、天基五大类平台的高能激光武器将陆续进入实战部署阶段，主要用于毁伤导弹、飞机、卫星等空中目标。高能激光武器以光速传     

高能激光武器对弹道导弹的威胁分析

美国导弹防御系统将强激光列为对导弹实施主动段拦截的主战武器。近几年，高能激光武器取得了迅猛发展，激光武器的许多关键技术取得了突破。本文针对天基激光、机载激光武器的作战性能．分析了弹道导弹所面临的威胁，同时提出了弹道导弹对抗高能激光武器的措施。     

高能激光武器的毁伤机理及飞行器防御途径分析

美国的高能激光武器即将投入部署，对导弹、飞机、卫星等空中目标产生了严重的威胁。搞清高能激光武器对飞行器的毁伤机理，对于防御激光武器毁伤是非常重要的。对高能激光武器的热烧蚀破坏效应、激波破坏效应和辐射破坏效应进行了初步的分析，并针对每种破坏效应提出了相应的防御途径或措施。     

针对GEO目标的美国天基态势感知技术发展研究

为了掌握针对地球静止轨道(GEO)目标的天基态势感知技术动向,文章系统整理了美国相关卫星的公开数据和资料。根据卫星的功能和使命,GEO目标的天基态势感知技术试验卫星可分为3类:目标观测卫星、目标交会与抵近操作卫星以及目标编目卫星,并分别对3类技术试验卫星的有效载荷、平台和运行轨道等方面进行分析和比较,梳理了针对GEO目标的天基态势感知技术发展演进脉络,对后续态势感知技术的发展趋势进行了预测。文章的研究内容可为我国未来态势感知技术发展提供借鉴。     

卫星面临的威胁及其防护

随着空间技术的发展,卫星在现代战争中的作用越来越突出,卫星系统的攻防对抗应运而生.分析了在未来空间战中卫星面临的主要威胁,阐述了卫星系统防护的思路:立足于体系对抗,提高空间态势感知能力、卫星自身防护能力、空间进攻威慑能力,技术防护和战术防护相结合,着眼于卫星系统信息资源流动的全程安全,对薄弱环节重点加强防护.     

从天基战略侦察向天基战术侦察的发展

在简述天基情报侦察发展历史的基础上,较为详细地分析了战术天基情报侦察的基本要求,并在此基础上给出了战术天基情报侦察的体系结构。最后列举了美国的"战术卫星-3"系统,用以说明战术天基情报侦察的发展趋势。     

激光武器及飞航导弹的防护技术

论述了激光武器的发展及其毁伤机理,在此基础上从反侦察、抗激光软杀伤以及抗激光硬杀伤等多个方面研究了飞航导弹武器的防护技术。     

美国五角大楼调整天基红外探测系统

路透社2005年12月13日报道,美国国防已经决定继续执行天基红外探测系统(SBIRS)计划,但调整后,将减少两颗GEO卫星。天基红外探测系统计划超出预算近11%,目前的成本预计达到106亿美元。而该计划最初预计成本为30~40亿美元。天基红外探测系统计划“对国家安全至关重要”,而且目前没有更廉价的替代方案,最新成本评估是合理的。按照调整后的SBIRS计划,研制阶段包括两颗地球同步轨道卫星(GEO)、两个搭载在大椭圆轨道卫星(HEO)的有效载荷以及相关的地面系统。研制阶段结束后,在确认GEO卫星性能的情况下,将再采购1颗GEO而不是原计划的3颗…     

海洋目标天基综合感知技术

在分析海洋运动目标特征的基础上,阐述海洋目标感知卫星采用单一手段带来的局限性以及效能受到的影响,提出海洋目标天基综合感知的概念.根据不同卫星感知手段的特点,设想对海洋目标采用单星多手段综合感知,利用功能互补,解决感知系统覆盖与分辨率的矛盾,解决高发现概率与高定位精度的矛盾.通过多元数据融合,提高卫星功能密度,单星即可成...     

我国天基综合信息网构想

阐述了天基综合信息网的定义、组成和特征;介绍了美国和欧洲天基综合信息网的研究情况;提出了我国天基综合信息网的体系架构,其中包含通信卫星、导航卫星、遥感卫星、载人飞船等航天器和临近空间各种飞行器,以及地面系统。分析了该网络的特点和可用的网络协议结构;探讨了该网络的组网结构、网络协议、服务质量(QoS)路由、网络管理、网络安全防护、激光通信和星载处理交换等多项关键技术。依据国情,提出了我国天基综合信息网构想。此构想采用双层(地球静止轨道和低地球轨道)通信卫星星座和导航卫星星座,实现全球全时覆盖空间层航天器、临近空间层飞行器和地面层各种用户终端,通过星间链路、星地链路和地面线路组成一个空天地一体化的全球信息网络。在国外不设地球站的情况下,该网络可实现:国内测控站测控我国全球运行的卫星;国内遥感站实时接收我国全球遥感卫星发送的信息;国内关口站管理我国授权的全球用户站之间的互通信息。最后,提出了开展我国天基综合信息网的可行性研究建议。     

天基激光驱动空间碎片降轨效果仿真研究

在当前天基激光移除碎片方案设计中,通常采用k J级高能激光器、100 m/s大速度增量和简单降轨模型计算移除系统参数,然而k J级天基高能激光器尚未实现。文章基于目前实验室现有的J级激光器水平,参考现阶段碎片移除方案,针对特定区域的目标空间碎片,结合碎片轨道特性信息建立降轨模型,仿真研究目标碎片在低能量天基激光驱动下的运动过程和降轨效果,分析了影响目标碎片降轨效果的因素。对部署在500 km轨道高度的天基平台移除附近碎片的仿真结果表明,速度增量和降轨高度的变化具有累积效应,提高频率、增大有效作用距离等可延长激光烧蚀驱动时间,进而增强碎片降轨效果。分析表明,J级小能量激光器通过长时间的烧蚀,也可有效驱动和移除1~10 cm碎片。     

Protecting spacecraft against meteoroid/orbital debris impact damage: an overview

Meteoroids and orbital debris pose a serious damage threat to all spacecraft. The effects of a meteoroid/orbital debris (M/OD) impact depend on a variety of factors, including where the M/OD impact occurs, the size, composition, and speed of the impacting object, and the function of the impacted spacecraft system. These effects can be minimal, can degrade a functional spacecraft component, or can compromise spacecraft functionality, even to the point of mission loss or loss of life. To minimize the damage threat from the meteoroid/orbital debris environment, it is often necessary to install protective shielding around critical spacecraft systems. If a system cannot be shielded, operational constraints may need to be imposed to reduce the damage threat. This paper presents an overview of the research and development activities performed since the late 1950s with an aim of increasing the level of protection afforded satellites and spacecraft operating in the M/OD environment and ultimately mitigating the mechanical and structural effects of an M/OD impact.     

面向微纳卫星应用的激光数传技术

针对遥感微纳卫星对地高速数传需求,开展面向微纳卫星的激光数传技术研究,突破微纳卫星激光通信终端星地快速捕获建链和协同高精度稳定跟踪、天基终端轻小型化、复合光电组件等关键技术。完成微纳卫星的天基激光终端和地面激光终端研制,并开展星地传输试验验证,实现 1 230 km、10/50/100 Mbps 的星地数据传输,验证了相关技术,为后续我国微纳卫星对地遥感应用提供了理想的星地数传手段。     

天基激光告警设备的极低虚警率技术研究

造成天基激光告警设备虚警的外部因素包括空间电磁辐射和高能带电粒子辐射,内部因素是探测和放大电路的噪声。而通过合理的光学滤波设计、检测和放大电路设计、信号处理设计和各种抗辐照设计等措施,可实现天基激光告警设备的极低虚警率指标。     

SBV对GEO短弧初轨确定误差分析

SBV开创了天基光学空间目标监视的先河,其主要任务是弥补地基观测站对GEO等高轨深空目标监视能力的欠缺。空间目标监视任务中,非相关目标的初轨确定具有重要意义。本文针对SBV对GEO目标的短弧段初轨确定问题,通过对短弧段测量方程系数矩阵和初轨误差的推导分析,研究短弧段初轨计算病态性和误差特性,为天基监视系统设计提供参考。     

我国数据中继卫星系统发展建议

天链一号数据中继卫星在轨成功运行,标志着我国在天基信息传输领域的重大突破,今后发展方向是建设中继卫星组网系统,以满足数据中继不断增长的需求.分析表明:经度间距约为180°的地球静止轨道(GEO)双星组网系统,只需在我国本土设立控管站,利用地面高速光纤干线,双星就能对离地高度大于95km的航天器实现100%轨道覆盖的中继...     

GEO卫星红外地球敏感器热设计敏感性分析

文章提出了一种GEO卫星红外地球敏感器的热设计方法,建立了红外地球敏感器热数学模型,对影响红外地球敏感器散热的热设计要素进行敏感性定量分析,以指导优化热设计。分析验证表明:经过优化的红外地球敏感器热控方案,能很好地满足卫星15 a寿命期红外地球敏感器工作温度要求。该设计方法已在“东方红四号”平台系列卫星上成功应用,并得到在轨验证。     

地球同步轨道区域电磁频谱监视效能分析

地球同步轨道区域电磁频谱的监视效能进行了分析和仿真。首先针对目标卫星主瓣,进行了频谱监视的目标覆盖率与监视概率分析,结果表明通过主瓣方式实现频谱监视的可行性较差;进而提出基于目标卫星副瓣进行频谱监视的方法。理论分析得到了实现同步轨道目标卫星全覆盖的轨道高度差、监视角及监视距离之间的关系;最后以实际在轨的同步轨道卫星作为目标样本库,进行目标覆盖率仿真分析,结果验证了基于目标卫星副瓣进行地球同步轨道区域电磁频谱监视是可行的。     

静止轨道卫星在轨延寿技术研究进展

随着星上设备及元器件可靠性的提高,推进剂耗尽将成为未来静止轨道卫星的主要失效
模式。静止轨道卫星在轨延寿技术可通过发射延寿飞行器与失效卫星对接,采用辅助控制或燃料加注方式,进一步延长卫星在轨工作寿命。本文首先对近年来静止轨道失效卫星进行了统计和分析,随后介绍了静止轨道卫星在轨延寿技术的基本概念和任务特点,在国外典型项目调研的基础上,对在轨延寿任务所涉及的交会轨迹规划与控制、视觉测量与导航等关键技术进行了分析。在轨延寿技术的发展必将对未来静止轨道卫星的设计及运营模式产生重要的影响。