我国启劝空间碎片研究行动计划

４０多年来，人类遗留在太空 轨道上的空间碎片日益增多，已 对航天器和地面的安全构成严重 威胁。为提高我国观测、规避空 间碎片的能力，控制空间碎片的 增加，我同开始启动车间碎片研 究行动计划。目前，该计划方案 在北京通过国防科工委组织的专 家评审。这个行动计划，是首次 由政府组织的、有计划的、全面 研究空间碎片并在控制空间碎片 的增加上尽到国际责任的国家计 划。 空间碎片，是天然陨星体和 人类航天活动留下的火箭、卫星 残骸等在空间形成的垃圾的统 称。目前，环绕在地球轨道上的 大小空间碎片已超过３５００万个， 在如此…     

论我国空间碎片减缓国家机制的构建

<正>2009年2月11日,俄罗斯西伯利亚上空发生了卫星与空间碎片相撞的事故,发生相撞的卫星分别是美国的"铱"33通信卫星和俄罗斯已报废的"宇宙"2251卫星。损害的发生正是相关国家缺乏完善的空间碎片减缓机制的体现,而损害的悬而未决,则归因于具有国际法拘束力的空间碎片减缓国际机制的缺失。可见,构建一个系统的空间碎片减缓国家机制是必要的。     

空间碎片环境的现状,未来及防护

在调研国外碎片研究活动基础上,分析了空间碎片的类型、增长及空间分布规律,根据气体动力学理论,估算了航天器与轨道碎片的碰撞几率和碰撞速度,介绍了NASA的“PIB”近地轨道空间碎片环境予示模型,关于空间碎片问题的对策,综述了国际上已采用的一些予防措施,清除空间碎片的各种技术方案正在深入研究之中,该文只作了一般概念性介绍。     

空间碎片现状与清理

分析了空间碎片的严峻现状和空间碎片的10个来源,指出轨道碰撞是产生碎片最多的因素;介绍了空间碎片的观测方法、原理和观测系统的概况,包括正在兴建的观测系统——“空间篱笆”。最后,根据不同轨道高度和空间碎片的数量与大小,提出空间碎片清理原则、要求和9种清理方法。     

航天器空间碎片超高速撞击防护的若干问题

空间碎片对航天器的超高速撞击损伤已受到国内外的普遍重视,如何使在轨航天器对空间碎片进行有效防护是航天器长寿命、高可靠安全运行的重要保障。文章概述了空间碎片环境现状、空间碎片超高速撞击危害以及国内外空间碎片防护的研究现状和趋势。重点介绍了航天器常用的Whipple防护结构及其各种衍生结构的防护性能和弹道极限方程（BLE）,评述了这些防护结构防护性能的优缺点。     

空间碎片行动计划近期工作设想及今后工作展望

一、前言随着航天事业的发展,空间碎片与日俱增,已经构成了制约因素。空间碎片的探测、描述、防护和减缓工作都是十分艰巨的。国外从上世纪70年代末开始关注空间碎片以来,在载人航天和卫星应用的推动下,已经花费了大量的人力物力,做了大量的工作,取得了一定的成绩。但前面的路还很长:虽然通过减缓努力,空间碎片增长的速度有所放缓,但数量仍在继续增加;由于探测数据不足,空间碎片模式的精确度还有待提高;危险空间碎片的探测方法尚未解决;数据库还不完整;航天器的防护方法还在摸索之中;空间碎片轨道预测精度还不够高,使得空间碎片规避的不确定…     

推动全球协同清理空间碎片的建议

随着全球商业航天兴起和小卫星星座计划密集实施,空间碎片将急剧增长,逐渐占满低地球轨道(LEO)和地球同步轨道(GEO)资源,严重威胁到外空的长期可持续利用。当前空间碎片减缓管理已不能满足碎片治理需求,空间碎片主动清理和太空交通管理日益受到国际各界关注。同时,空间碎片环境治理是构建人类命运共同体的重要内容,对太空可持续发展举足轻重、刻不容缓,亟需主动作为、全球联动、快速推进。本文基于碎片清理面临的法律和技术问题,提出了四点建议。     

空间碎片防护结构设计优化技术研究进展

空间碎片防护结构设计优化技术是航天器防护设计的关键技术之一,在空间碎片超高速撞击风险评估软件研制基础上,国际上已开始了空间碎片防护优化软件的研究开发,而且取得了阶段性的研究成果.文章首先对防护结构构型方案及其防护材料选择评估技术作了简要介绍;然后重点对防护结构设计优化技术的研究进展从优化模型、优化算法、敏度分析等方面进行了分析综述;最后简要给出了防护结构设计优化流程和研究工作建议.     

空间碎片观测综述

空间碎片又称轨道碎片,是指宇宙空间中除正常工作的飞行器外的所有人造物体,包括飞行着的各种残骸和碎片,大到废弃的卫星、运载火箭末级,小到固体火箭发动机燃烧后的氧化铝小颗粒或从航天器上剥落下来的漆片。这些人造物体长期运行在空间轨道上,并随着人类航天活动的扩展日益增多。据估计,目前地球空间轨道上空间碎片的数量在数十万至数百万之间,而地面能够观测到的在轨运行的人造物体却不到1万个。以2003年6月24日美国公布的资料为例,登录在案的在轨物体数目有9106个,其中真正有效的航天器为1003个,即89郾0%的在轨物体为空间碎片。空间碎片的存在严重地威胁着在轨运行航天器的安全,它们和航天器的碰撞能直接改变航天器的表面性能,造成表面器件损伤,导致航天器系统故障,对航天器的正常运行带来极大的危害。同时空间碎片的不断产生对有限的轨道资源也构成了严重威胁,尤其是当某一轨道高度的空间碎片密度达到一个临界值时,碎片之间的链式碰撞过程将会造成轨道资源的永久破坏。因此,为了安全、持续地开发和利用空间资源,就必须不断提高对空间碎片的跟踪监视技术,增强对空间碎片环境的分析预测能力,同时寻求控制空间碎片的有效措施。     

球形气囊的超高速撞击损伤特性试验与仿真研究

低成本、可自主展开的气球卫星是未来卫星技术的应用方向之一,而日益增多的空间碎片是低轨航天器,包括气球卫星所面临的主要威胁之一。为满足气球卫星的生存力分析以及在轨被撞击产生空间碎片的评估需求,开展球形气囊超高速撞击试验与仿真研究,获得了不同材质气囊的撞击损伤特性,并初步揭示弹丸贯穿球形气囊过程的破坏细节以及碎片云团特性,可为空间碎片撞击气球卫星的碎片化特征分析提供支撑。     

空间碎片的缓减

随着空间资源开发的逐渐深化和空间应用的日益扩大,特别是小卫星和卫星星座的出现和发展,进入外层空间的航天器的数量势必有增无减。轨道上的航天器数量越多,生成的空间碎片也越多,这是必然的。要使空间碎片的积余总数下降,最终清除已积存的空间碎片,不仅近期内做不到,长远看也难以实现。所以,对空间碎片的治理主要应采取“保守疗法”,即使空间碎片总数的增加速度缓减,逐步达到不增加或下降。     

中国空间碎片研究的进展

首先对"十五"期间中国在空间碎片研究领域取得的主要进展进行了综述,涉及空间碎片监测预警、航天器防护和空间碎片减缓三个方面;然后对"十一五"期间中国空间碎片研究的主要内容进行了介绍。     

空间碎片环境的长期演化建模方法

针对空间碎片环境的长期演化问题,从宏观和微观两个方面,分别构建了碎片环境的整体演化模型和数值演化计算模型,并在此基础上研究了不同条件下碎片环境的长期演化分布特点,分析了碎片环境的稳定性和主要影响因素。低地球轨道碎片环境在未来200年内的演化结果表明,空间目标的相互碰撞解体,是空间碎片不断增加的主要因素;即使停止一切航天发射活动,空间碎片的数量仍在不断增加,表明低地球轨道空间碎片规模已经超越稳定临界点;进一步的发射活动会增强空间碎片环境演化的不稳定性,加剧“碰撞-目标解体-碰撞”反馈连锁碰撞效应。     

空间碎片减缓策略分析及相关政策和标准综述

文章在简述空间碎片环境现状及其危害的基础上,分析空间碎片减缓的主要策略,以及有关的法规、政策和标准。研究结果表明：当前的空间碎片减缓策略主要是“抑制增量”,即尽可能减少新的空间碎片产生;国家层面、政府间组织、联合国等多个层级都出台了相应的法规和政策,为确保空间碎片减缓行动的具体落地实施提供了强制性保证;一系列的各层级标准为空间碎片减缓措施提供了可操作的、协调一致的、国际统一的经验做法,可直接用于指导工程实践。     

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”。     

美俄卫星碰撞事件验证及其对我国卫星的影响分析

北京时间2009年2月11日0时55分,美国铱星-33和俄罗斯宇宙-2251两颗卫星在太空相撞,在所在的高度产生了大量新增空间碎片,使得空间碎片环境更加严峻,低轨航天器运行遭受空间碎片撞击的风险大幅增加。文章通过碰撞前后轨道数据分析,确认并验证了此次碰撞事件;利用事前轨道数据进行碰撞预警分析,得出碰撞的相关的参数;通过分析此次事件产生的新增碎片的轨道数据,进一步验证确认碰撞事件;从空间碎片密度和通量角度分析其时当前空间碎片环境产生的影响;通过新增碎片寿命计算分析其对空间碎片环境的长期的影响;从碰撞概率出发分析对航天器运行安全的威胁。分析结果表明：我国低轨卫星在一定程度上增大了空间碎片碰撞风险,需要进行在轨空间碎片碰撞预警,以确保我国卫星的安全运行。     

欧洲“空间碎片移除”在轨试验任务简析

<正>2018年9月16日,欧洲"空间碎片移除"(RemoveDEBRIS)任务成功开展了世界首次真实太空环境下飞网抓捕立方星技术验证。至2019年3月间,还将验证鱼叉穿刺靶板、运动跟踪、拖曳帆离轨等多项空间碎片移除关键技术。此次欧洲"空间碎片移除"在轨试验任务将加速空间碎片移除技术在轨实用化进程,并具备空间对抗应用潜力。一任务背景与技术基础为应对日益严峻的空间碎片问题,各国积极开展空间碎片移除     

空间碎片的缓减

随着空间资源开发的逐渐深化和空间应用的日益扩大，特别是小卫星和卫星星座的出现和发展，进入外层空间的航天器的数量势必有增无减。轨道上的航天器数量越多，生成的空间碎片也越多，这是必然的。要使空间碎片的积余总数下降，最终清除已积存的空间碎片，不仅近期内做不...     

太空交通管理体系框架探讨

随着太空在政治、经济和军事上的重要性日益凸显及太空应用的不断发展,世界各国的太空活动持续增加,太空交通安全问题日益严重,突出表现为:空间碎片增多,影响航天器进出太空和在轨运行;在轨航天器数量剧增,相互干扰现象增多;卫星频率、轨道资源紧张,太空日益拥挤;太空武器化形势加剧,太空交通监管日趋复杂.这些太空交通安全问题密切相...     

空间碎片环境的研究与控制方法

一、空间碎片空间碎片是指宇宙空间中除正在工作的飞行器外的人造物体,又称轨道碎片。它们是人类空间活动的必然产物。目前,地面观测不到的空间碎片的数量估计在数十万至数百万之间,而地面能够观测到的在轨运行的人造物体约有9000个。它们的平均相对速度约为10km/s,总质量大约为3000多吨。在这9000多个已确认的人造空间物体中,只有700多个是正在工作的人造航天器,其余8000多个都是尺寸在1cm以上的空间碎片。由于目前人类的太空活动主要集中在低地球轨道,所以对空间碎片的观察和研究也主要集中在低地轨道区域内。在低地轨道上,尺寸大于1mm的…