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。     

基于空间站平台的空间碎片探测与清除技术

<正>1引言近几十年来,人类航天活动日益频繁,航天器发射数量不断增加,由此产生了大量的空间碎片,包括运载工具、失效载荷以及由空间物体碰撞产生的碎片等。空间碎片的相对运动约10km/s,能够对航天器造成多种形式的危害,如严重改变航天器的表面性能、运行姿态和轨道,甚至可导致载人航天器的严重损毁,威胁航天员的生命安全。目前太空中已编目的大于1 0 c m的物体约2万     

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。     

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     

航天器微流星体及空间碎片环境与风险分析

微流星体及空间碎片的高速撞击威胁着长寿命、大尺寸航天器的安全运行 ,导致其严重的损伤和灾难性的失效。文章对低地球轨道微流星体及空间碎片环境进行了分析 ,给出了微流星体及空间碎片对航天器威胁方向的确定方法 ,得到了空间碎片撞击航天器相对撞击角的概率分布以及地球对微流星体遮挡的影响。编制了风险分析软件 ,以采用单防护屏防护结构的柱状低地球轨道航天器为例进行风险分析。     

非相干散射雷达的空间碎片参数统计分析

采用匹配滤波方法处理了非相干散射雷达的原始采样数据(时长约7h), 共检测到394个空间碎片, 估算了其轨道高度、径向速度、散射截面、等效直径及径向加速度等参数, 统计分析了这些参数的变化特征, 得到穿过雷达 波束的空间碎片流量约为60h-1, 信噪比为10～1000, 空间碎片主要分布在600～1100km和1400～1600km两个高度区间, 散射截面 10-5～10-2m2, 等效直径3～10cm, 径向速度-1.5～1.5km·s-1, 径向加速度20～90m·s-2, 这对于中国的空间碎片探测与研究具有重要参考意义.      

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...     

空间站运行高度空间碎片的轨道特征

自1957年人类发射了第1颗人造地球卫星以来,世界各国共发射了大约5000多个航天器。在发射和运行过程中,航天器因被遗弃、破损、碰撞和爆炸而生成了大量的空间碎片,这些空间碎片严重威胁着在轨运行的航天器的安全。尤其是“国际空间站”,由于在轨运行时间长,遭受碎片碰撞的概率就更大。     

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...     

基于相控阵雷达波束篱笆的空间碎片数量与分布估计方法

随着载人航天与空间站等航天活动的增多,不能有效防护、也无法定期跟踪和编目的小尺寸(尤其是1～10 cm)碎片的危害越来越受到关注,这些碎片信息的获取依赖于统计采样技术.针对简化的相控阵雷达波束篱笆空间碎片探测模式,提出了一种采用统计技术估计空间碎片总数量以及高度和倾角分布的方法.将碎片穿越波束篱笆的过程用Poisson分布来建模,根据观测时段内穿越波束篱笆目标的平均到达率及测量的轨道高度和倾角数据来估计给定轨道高度范围或倾角范围内碎片的数量,进而得到碎片的总数量以及碎片数量随轨道高度或倾角的分布.在获取雷达散射截面信息时,该方法还可用于估计碎片数量随尺寸的分布.通过仿真实验验证了该方法的有效性.      

北极69°N和78°N空间碎片凝视探测的对比分析

利用北极69°N和78°N两套非相干散射雷达的首次空间碎片联合观测数据进行空间碎片参数（距离、速度、散射截面积、等效直径等）的对比分析,得出以下结论:两部雷达探测的碎片高度均主要分布在500～1100km和1400～1600km区间,但78°N雷达探测的碎片数量较多;空间碎片的径向速度均在-1.5～1.5km…-1区间,其中大部分为负值,说明在此次探测试验中碎片运动方向主要以远离雷达或地球为主;ESR雷达探测的空间碎片射截面积约为10-5～10-2m2,等效直径主要分布在4～10cm,而UHF雷达探测的空间碎片散射截面积约为10-6～10-2m2,等效直径主要分布在2～6cm,说明在同一高度上69°N雷达探测能力更强;经合理设置判据参数后得出重复检测次数,78°N雷达和69°N雷达分别有32次和14次重复检测,两部雷达共有4次重复检测.这些结果为空间碎片检测和建模提供了参考.      

弹丸撞击防护屏形成碎片云速度特性研究

微流星及空间碎片的高速撞击威胁着长寿命，大尺寸航天器的安全运行，导致其严重的损伤和灾难性的失效，为精确估计微流星及空间碎片主速撞击防护屏产生的碎片对舱壁的损伤，必须确定碎片云速度特性。文章在冲量和能量守恒的基础上，建立了碎片速度性分析模型，研究了碎片云的速度特性，得到了碎片云材料传播及碎片云喷射角随弹丸撞击速度的变化规律。     

利用精化误差进行危险交会分析

空间碎片碰撞预警工作主要针对的是可监测的较大空间碎片, 预测航天器与碎片之间的碰撞风险, 并根据一定的预警判据来评估风险的大小, 进而做出合理的轨道规避决策. 碰撞概率是碰撞风险评估的重要依据. 复合体尺寸、交会距离和误差是影响碰撞概率的三个决定性因素. 当复合体尺寸与交会距离差别不大时, 误差因素对碰撞概率结果起着决定性的作用. 在利用整天误差计算碰撞概率的基础上, 提出了利用精化误差计算碰撞概率的方法, 在危险交会分析中取得了良好的效果.      

欧空局将研究空间碎片清除任务

<正>欧空局正在其"清洁太空"计划下开展论证称为e.DeOrbit的空间碎片清除任务,目的是要减小航天业对地球和空间环境的影响。人类几十年的航天发射在地球周围留下了一圈太空垃圾。目前地球轨道上可跟踪到的比咖啡杯大的空间物体有超过1.7万件,存在着同工作中的航天器发生灾难性碰撞的危险。即便是1厘米直径的螺母撞击时也会有手榴弹般的威力。控制关键性低地轨道上碎片数量的唯一办法便是将废弃卫星和火箭上面级等大型物体清除掉。e.DeOrbit任务针对的是已很拥挤、高度在800千米~1000千米之间的极轨道。所用航天器重约1600千克,将由欧空局的"维加"火箭发射。     

1995年7～12月世界各国发射成功的航天器

1995年7～12月世界各国共进行了43次成功的发射,入轨航天器共56个。其中俄罗斯19次为本国发射航天器22个,发射1个与美国合作的航天器,为捷克和印度各发射1个;美国15次为本国发射15个,为韩国、加拿大、日本和欧空局各发射1个;阿里安空间公司7次为各国发射航天器共10个;中国2次为美国和亚洲通信卫星公司各发射1个航天器     

空间碎片预警中的碰撞概率方法研究

由于空间碎片对飞行在地球轨道上的航天器危害日益严重,所以必须采取一些有效的防护措施,对于那些直径大于10 cm的碎片,通常是采用主动规避的方法来进行防护.为了避免传统的Box判据造成的过多错误预警,碰撞概率模型开始被应用于空间碎片预警,本文以空间站为例,将碰撞概率方法与传统Box区域判定法进行比较,介绍碰撞概率计算模型的建立方法,基于位置误差矩阵的碰撞概率Pc的算法,并针对实际交会事例进行了计算和分析.      

空间碎片的防护、监测和建模

正空间碎片与航天器的平均撞击速度为10公里/秒,这么高的撞击速度,现有材料难以"扛得住"。那么如何对这种撞击进行防护呢?空间碎片的防护实验证明,超高速弹丸(碎片)与薄靶撞击过程中,会发生破碎、熔化、气化甚至等离子体化等,形成高速运动的物质云团,称为碎片云。弹丸和薄靶     

1993年7～12月世界各国发射成功的航天器

1993年7～12月世界各国共进行了37次成功的发射,入轨航天器共49个。其中俄罗斯20次,发射航天器20个;美国10次,共发射航天器15个,其中3颗由阿里安火箭发射;阿里安空间公司5次,为各国发射航天器15个;中国1次发射航天器1个。 1993年全年发射79次,入轨航天器108个。 到1993年底止,各国共发射3577次,入轨航天器4493个。     

空间碎片环境工程模式参数分析

为了评估空间碎片对航天器造成的危害 ,必须建立空间碎片环境工程模式。文章介绍了空间碎片环境的特点及其工程模式表征方法 ,并比较、分析了几种主要空间碎片环境工程模式的参数 ;从数学建模及风险评估应用的需求出发 ,提出了空间碎片环境工程模式参数的建议方案     

世界各国发射成功的航天器(上)

1997年7～12月世界各国共进行了55次成功的发射,入轨航天器共100个。其中俄罗斯16次为本国发射航天器14个,为其他国家和组织发射10个;美国25次为本国发射53个,为日本发射1个;阿里安空间公司8次共发射各国航天器13个;中国4次为其他国家和组织发射航天器共6个:日本1次发射本国航天器1个,和美国、日本合作计划航天器1个;印度1次为本国发射1个。 1997年全年各国共发射成功86次,入轨航天器共150个。其中俄罗斯27次,为本国发射航天器28个,为其