小卫星星座爆炸解体对空间碎片环境影响分析

本文对LEO大型小卫星星座系统在轨爆炸解体事件发生概率进行评估,并分析了爆炸解体事件对邻近轨道空间碎片环境的影响。基于哈工大空间碎片环境工程模型SDEEM2015研究成果,结合公开发表的OneWeb星座相关资料,本文侧重对大型小卫星星座爆炸解体事件产生的大尺寸空间物体对星座中其他卫星,以及邻近轨道飞行器构成的威胁进行评估。分析结果显示,由于大型小卫星星座中卫星数目众多,为保障系统整体不发生爆炸解体事件,单个卫星爆炸概率必须严格限制。一旦星座中某卫星发生爆炸解体事件,解体初期解体碎片集中在母体轨道平面;在轨道摄动因素的影响下,几年后解体碎片将逐步扩散到其他轨道平面,对整个星座系统构成威胁。OneWeb星座运行轨道高度较高,生成的大尺寸解体碎片寿命可达几十年甚至几百年。星座中卫星轨道分布集中,单个卫星发生爆炸事件生成的解体碎片群与星座中其他卫星发生二次碰撞解体事件的频率接近0. 002次/年,这将有可能导致二次碰撞的发生,造成邻近轨道空间难以逆转的链式反应,甚至导致雪崩效应。