空间碎片清除技术的分析与比较

为了保证航天器的安全以及航天任务的圆满完成,提出了空间碎片的清除技术。随着空间环境污染的严重而愈发丰富,部分技术已在地面进行了试验。由于空间碎片往往属于非合作性目标,并且没有可控的动力装置,至今仍没有一个空间碎片真正被清除过。如何对非合作空间目标碎片进行合理有效地清除以避免产生新的碎片是清除技术研究面临的挑战和难点。对现有空间碎片清除技术进行了分析与比较,阐述了清除技术的框架结构,列出了每种技术的优缺点,描述了每种清除技术相应的工具,总结了每种技术方法研究的趋向。

基于拉普拉斯变换的空间目标碰撞概率计算方法

碰撞概率是空间碎片碰撞预警中评判碰撞发生可能性大小的重要依据,对航天器机动规避具有重要意义。基于拉普拉斯变换的碰撞概率计算方法利用拉普拉斯变换以及幂级数的定义,推导了在短时间接近情况下碰撞概率的幂级数表达式,分析了碰撞概率的截断误差并确定了在不同精度要求下的幂级数项数。针对2009年美俄卫星的碰撞事件,将基于拉普拉斯变换的碰撞概率计算结果与Chan方法、Monte Carlo方法的计算结果进行比较,验证了基于拉普拉斯变换方法在计算精度上的优势。

非分辨空间目标的光谱表征及识别研究综述

随着“2020 SO身份之谜”的落幕,空间目标的光谱表征及识别技术在空间领域感知中的地位再次凸显。光谱表征及识别技术的突出优点是能够通过空间目标表面反射的光谱识别出其材料,进而确认空间目标的身份及类型。该技术在图像不具备空间分辨率的前提下,仍然能够较准确地识别出材料,因此通过低成本小口径望远镜进行空间目标材料表征的可行性得到验证。在这一点上,传统的观测手段很难做到的。2000年,Jorgensen的博士论文在该领域内引起了广泛的关注,从此开启了空间目标光谱表征的研究热潮。然而,经历了20余年的发展,空间目标的光谱表征及识别技术在实际应用中仍然受到了较大的限制,这与空间目标的光谱表征方式以及空间环境的复杂性和未知性有着较大的关系。研究者们通常以地面实验室内的测量数据为依据对实际在轨目标进行表征和识别,而空间环境的作用却导致了两种测量结果之间存在着无法被描述的差异。光谱解混法是空间目标材料识别的主流方法,对其原理和应用情况进行了详细的介绍,并指出实验室测量结果与实测结果之间的差异是造成解混不成功的主要原因。解混识别的准确率很大程度上取决于光谱数据库的完善程度,因此在建立光谱数据库时需要重点考虑空间环境和观测几何对空间目标光谱特性的影响。同时,人工智能算法的引入也将大大提高空间目标光谱表征及识别的能力。从空间目标光谱特性及分类研究、空间目标材料表征及识别研究、空间目标光谱的红化现象、光谱数据库的发展情况四个方面进行了详细的综述及讨论,分析了其中的难点和重点问题,凝练出了一些具有参考价值的建设性意见,希望能够给广大研究者提供便利。