欧洲空间碎片减缓政策研究

1 欧洲有关空间碎片减缓政策的产生与发展20世纪90年代初,空间碎片问题开始引起各国的重视。尽管从竞争力和成本效益的角度出发,欧洲产业界并不太愿意束缚自己的手脚,但政治意愿推动了减缓空间碎片工作的进程。1993年,欧州航天局（ESA）与美国航空航天局（NASA）、     

空间碎片减缓技术发展研究

正如电影《地心引力》（Gravity）呈现出的因为空间碎片而导致的巨大灾难,空间碎片对人类的空间资源开发活动构成了极大的威胁,必须想方设法地控制和减缓空间碎片。控制、减缓空间碎片的措施主要是预防和治理两种。在积极预防产生空间碎片的基础上,还有必要采用先进的清除技术对已经漂浮在轨道的空间碎片进行治理。     

空间碎片减缓措施及其研究对策

随着人类空间技术的进步和发展 ,每年发射进入太空的人造天体越来越多。当这些人造天体失效后 ,由于目前人类对其缺乏及时有效的回收手段 ,随着时间的推移 ,堆积在太空中的废弃物将越来越多 ,总有一天人类再也不能向太空中发射任何人造天体。因此为了合理利用和保护有限的太空资源 ,则必须减少或清除太空垃圾。文章正是基于上述目的 ,在人类尚无有效回收手段的情况下 ,考虑利用现有的技术提出一些空间碎片的减缓措施 ,并在此基础上提出中国对空间碎片减缓应采取的对策     

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。     

我国成立“国家队”监测“空间碎片”

人类在保护地球环境的同时,又如何保护太空家园?随着空间技术的进步,人类进入和利用太空的活动不断加强的同时,也产生了越来越多的空间碎片,这些"空间垃圾"已经严重威胁着航天器的安全。本刊特编撰"清洁太空"专题,介绍世界各国的对策。     

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...     

以国际环境法基本原则推进空间碎片治理

<正>当下,空间碎片领域面临着空间环境恶化、减缓战略停滞和主动清除计划饱受争议等现实问题。在现有外层空间法律规范不足以应对碎片问题的前提下,通过适用在地球环境治理中表现卓有成效的国际环境法基本原则,能有效补充与深化外空空间碎片治理理念。国际环境法基本原则对空间碎片治理有着重要的借鉴价值,能填补空间碎片治理法律原则的缺位,有力应对治理困境。将国际环境法基本原则延伸适用至外空环境、推动碎片治理软法的出台,坚持适用共同但有区别的责任原则、预防原则、无害原则以及国际合作原则,能为空间碎片问题提供不同的解决方案。     

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。     

Space Debris Mitigation in France,Germany, Italy and United Kingdom

The Space systems today provide growing benefits to enhance the quality of humankind. However, as a by-product, the orbiting objects inevitably leaves some debris which after 50 years of space activities represent a concern for all space agencies and manufacturers and operators. Since last year no international agreement was in place to mitigate the growing population of space debris objects. The successful result obtained at UN-COPUOS in 2007 and available in the OOSA web site, now gives to the public, a set of voluntary international guidelines that could, if adopted by each space fairing Country, help in maintaining the present space environment. More further steps are necessary in the future to define a legal and normative framework. The paper will present the seven established UN Space Debris guidelines as well as examples of the minimum steps to be carried out at national level to enable the UN-COPUOS to start the discussion of the legal aspect associated with the space debris issue.     

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。     

空间碎片材料检测技术研究

为了对空间碎片材料的成分进行快速检测,分析了空间碎片的来源和构成,并对空间碎片主要成分的国内外检测技术手段进行了详细对比,采用了一种基于LIBS的网络化空间碎片检测方案。该方案具有分析速度快、测量精度和灵敏度高、可多元素同时测量、空间适应性好且无需样品预处理等特点,同时可实现检测流程全自动化和多线程化。     

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。     

Progress in Space Debris Research

During recent years, A de-orbit disposal of SinoSat 2 satellite and the depletion of the residual propellant after SC/LV separation for all LM-4 series launch vehicles were carried out. Stuffed Whipple Shields based on hypervelocity impact particles were developed. Routine observation and collision avoidance were performed. The main progress in space debris research will be introduced from three aspects: mitigation, spacecraft protection, observation and collision avoidance.     

Development of in-situ Space Debris Detector

Due to high relative velocities, collisions of spacecraft in orbit with Space Debris (SD) or Micrometeoroids (MM) can lead to payload degradation, anomalies as well as failures in spacecraft operation, or even loss of mission. Flux models and impact risk assessment tools, such as MASTER (Meteoroid and Space Debris Terrestrial Environment Reference) or ORDEM (Orbital Debris Engineering Model), and ESABASE2 or BUMPER II are used to analyse mission risk associated with these hazards. Validation of flux models is based on measured data. Currently, as most of the SD and MM objects are too small (millimeter down to micron sized) for ground-based observations (e.g. radar, optical), the only available data for model validation is based upon retrieved hardware investigations e.g. Long Duration Exposure Facility (LDEF), Hubble Space Telescope (HST), European Retrievable Carrier (EURECA). Since existing data sets are insufficient, further in-situ experimental investigation of the SD and MM populations are required. This paper provides an overview and assessment of existing and planned SD and MM impact detectors. The detection area of the described detectors is too small to adequately provide the missing data sets. Therefore an innovative detection concept is proposed that utilises existing spacecraft components for detection purposes. In general, solar panels of a spacecraft provide a large area that can be utilised for in-situ impact detection. By using this method on several spacecraft in different orbits the detection area can be increased significantly and allow the detection of SD and MM objects with diameters as low as 100 μm. The design of the detector is based on damage equations from HST and EURECA solar panels. An extensive investigation of those panels was performed by ESA and is summarized within this paper. Furthermore, an estimate of the expected sensitivity of the patented detector concept as well as examples for its implementation into large and small spacecraft are presented.     

Space Debris Research Progress of China

The rapid increase of space debris population has posed serious threaten to the safety of human space activities and became a global issue. How to enhance the technical capabilities of space debris threat coping ability is of great significance to the sustainable development of space activities, the further development, and utilization of outer space. In this paper, we describe space debris research progress of China on observation, collision avoidance, protection, mitigation, regulation, and standard during the last twenty years, and look forward to the future development direction of space debris.     

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.     

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