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。     

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     

空间碎片及其危害

围绕地球轨道的人造物体的数量日益增加,促使航天器的运行和飞行任务计划必须考虑到有碰撞的危险,特别对于载人飞行尤为重要。文内推演了空间碎片未来发展的情况和碰撞概率。空间飞行物体数目的进一步增长,必将导致和加快碰撞链式反应过程。     

空间碎片移除势在必行

正国际空间碎片研究之父、美国宇航局空间碎片计划首任首席科学家凯斯勒曾于1978年提出"凯斯勒灾难"的概念。他指出,当近地轨道上的卫星碎片等太空垃圾多到一定程度,人造卫星和航天器会时常遭到撞击,由此滚雪球般产生更多碎片,最终将迫使人类不得不放弃继续发射卫星到这一区域。据专家估算,地球周边的太空中直径大于10厘米的碎片已经超过2.3万个。人类已处于"凯斯勒灾难"的边缘,清理太空垃圾刻不容缓。     

空间碎片环境近况

根据国际上近年来对空间碎片跟踪、观测、统计分析以及对从轨道上回收的试验装置和样品的分析研究,介绍了地球周围空间环境中存在的空间碎片的数量、质量及其分布的最新状况。     

空间碎片的缓减

１空间碎片的现状□□目前，地面观测到并已登记在册的、在轨道上运行的人造物体共有８６００多个，其中只有大约６％，即５００个左右的物体是正在工作的航天器，其余８０００多个都是尺寸在１ｃｍ以上的空间碎片。至于地面观测不到的空间碎片其数量估计在数十万至数百万...     

空间碎片及其对策

联合国将1992年定为“国际空间年”,其中的主题之一便是保持地球周围太空的清洁、畅通。自1957年10月4目前苏联发射第一颗人造卫星以来,人类已将各种载人的和不载人的航天器射入太空,随之而来的数千吨太空垃圾也越来越威胁到人类的宇宙飞行。     

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...     

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。     

空间碎片的空间密度算法研究

由于空间碎片的影响, 空间环境日益恶劣,有必要建立空间碎片环境工程模型对空间碎片撞击航天器进行风险评估.本文研究了空间碎片环境模型中的重要环节, 即碎片的空间密度问题,在统计理论与椭圆轨道理论基础上,分析及推导了空间碎片在空间中的分布状况及空间密度,并得出了碎片空间密度的空间坐标函数解析表达式.同时对引入假设条件的合理性进行了讨论,并利用双行元数据对结论进行了验证, 利用本文方法得出的结果与双行元数据吻合.     

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"。     

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     

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。     

质子号火箭带来空间碎片

据俄罗斯官员透露,质子号末级火箭丢弃的辅助发动机近来在太空接连不断地发生爆炸,使地球低轨道区域的空间碎片再度增加。 1991年9月,在轨道上已漂浮了近8年的一台扔掉的末级火箭辅助发动机在太空中爆炸。每一枚质子号火箭发射后都要在近地轨道上留下两台辅助发动机。因此,目前已有许多这类辅助发动机在太空中游荡。     

各国空间碎片政策一瞥

空间碎片是人类在航天活动中遗弃在太空的废弃物,也称"太空垃圾",主要包括废弃的航天器和运载火箭箭体、固体火箭燃烧物、航天器在轨操作及碰撞解体产生的碎片等.目前,毫米级以上的空间碎片数以亿计,总质量达到几千吨.厘米级以上的空间碎片可导致航天器彻底损坏,毫米级或微米级空间碎片的撞击累积效应将导致航天器性能下降或功能失效.此...     

空间碎片碰撞预警研究

介绍了空间碎片的分布和危害，阐明了航天器进行碎片预警规避的必要性，讨论了碎片碰撞预警技术中的关键问题，用已有的碰撞和规避实例对自行研制的软件进行了计算检验，结果证明了软件的正确性，也说明了国内进行碎片预警工作的可行性．     

国际空间站害怕小碎片

1999年10月26日,国际空间站曙光舱上的推进装置工作了大约5秒钟,把空间站的运行轨道提高了1.5千米。它为什么要提高轨道呢?原来有一块火箭碎片正朝空间站飞     

我国有望实现空间碎片清理

<正>近期,中国运载火箭技术研究院研发中心致力于"空间碎片清理技术"的研究,将推动我国实现"空间碎片"的清理。目前,研发中心利用"机械臂"和"视觉导航系统"进行了仿真试验验证,可以实现模拟空间碎片的探测识别和捕获,后续还将进行演示验证试验。(赵晶)(航讯)