低地球轨道航天器的轨道碎片环境

文章介绍了一种适用于低地球轨道航天器的轨道碎片环境模型。对建立这个模型的数据源及设计标准进行了详细的叙述。并评价这个数据模型对未来空间环境的预测和测量中的不确定性。

基于计算机的低地球轨道航天器设计与观测的轨道碎片环境模型

文章介绍了一个半经验的基于计算机的轨道碎片模型。该模型将轨道环境简化为6个不同的倾角带,每个倾角带都有各自的半长轴和近地点分布及根据不同的碎片来源有其各自的尺寸分布。用碰撞概率方程将轨道碎片分布与航天器上的碎片通量或通过地面探测器视角的通量联系起来。经比较,碎片的半长轴、近地点和倾角分布与美国空间司令部大于10cm的碎片目录是一致的。对于较小的碎片,这些分布与地面望远镜、“干草堆”雷达的测量结果一致,同时也与LDEF卫星和航天飞机的测量结果一致。

对欧空局轨道碎片模型的评价

文章评价了颗粒大于1cm的碎片模型,它包含大于10cm的一组粒子和介于1～10cm之间的粒子,它们是由空间暴露模拟得到的。接着讨论了尺寸范围介于0.1～10mm之间的小粒子束流。假定这些粒子主要是由小粒子与卫星碰撞产生的。这种碰撞主要发生在450～500kin的高度范围内(空间站高度),碰撞与否还取决于轨道高度和离心率。

对美国宇航公司使用的轨道碎片模型的评价

文章介绍了碰撞程序和碎片程序,并进行了评价。前一个程序说明了碎片撞击的破裂特性;后一个程序给出了当一个空间物体进入碎片云时的撞击概率。

地球同步轨道碎片观测图像分级检测方法

为了快速检测出地球同步轨道带光学观测图像中的空间碎片,提出了一种基于信噪比的分级检测方法.首先分析实测数据,得出观测图像中不同信噪比碎片运动相似的特性.对于高信噪比碎片,采取帧差法快速检测,并利用多帧图像计算速度信息;对于低信噪比碎片,根据高信噪比碎片检测结果得到的速度信息,采用改进的动态规划检测方法.实际图像检测结果表明:当递归方程的搜索窗口为5pixel×5pixel时,分级检测方法检测性能最好;当累积帧数大于5帧时,检测时间比传统动态规划方法减少了87%以上.分级检测方法具有检测率高、虚警率低、计算量小的优势,适合地球同步轨道带光学观测图像中空间碎片的检测.

静止轨道碎片清除飞行器概念研究

静止轨道是人类宝贵的空间资源,其间运行着众多通信、中继等高价值卫星,然而静止轨道上的空间碎片日益增多,占用了宝贵的静止轨道资源,严重影响在轨航天器的运行及未来静止轨道任务的实施。于是,一种用于静止轨道碎片清除的飞行器概念应运而生,这种碎片清除飞行器具有较强的自主、机动、承载能力,可实现对多个静止轨道空间碎片的清除。

如轨道碎片般激增的空间跟踪想法

据美国【spacenews】网站2017年4月3日报道，商业公司正在开发模型、仿真、算法，提出新的传感器，帮助政府提高能力，来处理威胁美国卫星的轨道碎片及对手等问题。

美国《国家轨道碎片研究与发展计划》要点阐述

2021年1月,美国白宫科学与技术政策办公室(OSTP)发布了《国家轨道碎片研究与发展计划》,该文件分析了当前空间轨道碎片的现状,指出了主动清除轨道碎片方面的许多挑战,提出了美国未来应对轨道碎片风险的研发活动计划,确定了3个基本要素共14个优先领域,并对美国国家航空航天局(NASA)、商务部(DoC)、国防部(DoD)、交通部(DoT)、国务院(DoS)和内政部(DoI)等职能部门进行了职责分配。

轨道碎片现状及清除措施研究

随着人类太空探索活动不断增加,轨道碎片呈指数级增长,直接影响人类在外层空间的活动,对航天器发射和应用、空间站在轨运营,以及航天员的生命造成严重威胁,轨道碎片已经成为各国商业和科学以及利益相关者关注的全球性问题。分析轨道碎片的现状及形成原因,以及不同大小碎片对航天任务的影响,梳理国际上为减少并制止轨道碎片增长所采取的重要对策,对未来太空可持续发展具有重要意义。

淀粉分子电子结构的量子化学研究(Ⅱ):碎片分子轨道计算及结构单元间的相互作用

运用量子化学的碎片分子轨道计算方法研究淀粉结构单元间的相互作用。结果表明 ,各结构单元的分子轨道大多定域在自身范围内。结构单元间的相互作用集中在连接两环的成键性较弱的糖苷键上。

美国犹他大学开发出旋转磁铁操纵轨道碎片的技术

美国犹他大学的研究人员开发了一项技术,使用旋转磁铁对卫星和轨道碎片进行修复或清除。这种技术可以使机械臂在不接触碎片的情况下,使翻滚的航天器恢复稳定,将碎片移动到衰变的轨道或者更远的太空中,也可以修复受损的人造卫星来延长它们的寿命。

利用激光测距技术跟踪轨道碎片精度更高

2014年10月28日,澳大利亚每日航天网站载文报道,NASA戈达德空间飞行中心的激光技术研究人员正致力于研发一种方法,以使用激光测距技术来确定并跟踪轨道碎片。目前,碎片追踪器通常使用无源光学和雷达技术来定位和跟踪低地球轨道或地球同步轨道(大部分空间资产的运行轨道)的废弃卫星、航天器组件和其他在轨残留物。激光测距是一种有前景的方法,可以克服无源光学和雷达技术的不足。澳大利亚的一项研究曾发现,与其他方法相比。

泡沫胶增阻空间碎片清除技术综述

空间碎片对人类开发利用外层空间资源造成了极大的阻碍。为了有效遏制地球近地轨道空间碎片数量日益增多、航天器与空间碎片碰撞风险日渐加剧的趋势,必须移除轨道上的空间碎片。介绍了泡沫胶增阻空间碎片清除技术的基本原理,总结了当前研究现状,可为今后空间碎片清除技术的研究和发展提供借鉴与参考。

美国政府空间碎片政策研究

美国政府已经构建了比较完整的空间碎片政策体系。各项政策总体上在不断进步,但落后于技术的发展。其中,《限制轨道碎片指南及评估要求》(NSS 1740.14)是空间碎片减缓技术性标准的源头,联邦通信委员会(FCC)由于独立于白宫的独特地位,其空间碎片减缓政策在商业航天领域影响力最大。美国政府空间碎片政策在很大程度上塑造了国际空间碎片减缓指南,未来很可能将受到非政府空间碎片政策的影响。

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。

利用姿态调整规避地气光的GSO空间碎片观测方法

针对空间碎片天基光学观测时的地气光规避问题,提出一种利用卫星姿态调整的观测方法。首先,建立地气光对卫星遥感器观测效能影响的数学模型,计算地气光影响卫星弧段。其次,建立空间碎片观测数学模型,对观测方法进行设计。最后,基于STK和MATLAB软件联合仿真,对观测效能进行仿真分析,迭代优化观测方法。以500km太阳同步轨道卫星对地球同步轨道(GSO)空间碎片观测为例,仿真分析其地气光影响弧段及观测效能。仿真结果表明:文章提出的方法可有效克服地气光影响,且观测效能高。

专家主张进行立法以改进对空间碎片处置活动的跟踪

据美国【spacenews】网站2017年4月21日报道，由于低地轨道碎片数量不断增加，专家们在最近一次会议上呼吁，不仅要改进对碎片的跟踪，还要通过国家立法来减缓其增长。

太空垃圾恐引全球灾难37万块碎片触目惊心

生活在地球上的人类越来越被自己产生的垃圾所苦恼，包括在外太空的卫星碎片清理也成为了一大难题。太空垃圾就是所谓的轨道碎片，简单的说就是人类在探索宇宙过程中，被有意或者无意抛弃在宇宙空间的各种残骸和废物。在2007年，中国的一次火箭测试发射，在大气层也造成了众多太空碎片。

法国启动太空碎片移除项目

法国国家太空研究中心（CNES）已签署两份关于＂积极移除低地球轨道碎片＂的并行合同,力求在未使其成为一项全欧洲的项目,甚至希望以后会成为跨大西洋的项目。

GEO暗弱空间碎片目标搜索策略分析

在地球同步轨道特征的基础上,介绍了地球同步轨道空间碎片的运动特征。针对地球同步轨道暗弱空间碎片进行观测的搜索方案,考虑目标的预报误差以及视场的大小,用数学方法分别计算了同心圆搜索与爬楼梯搜索的成功概率,并由计算结果分析了两者的特征,认为在一般情况下,同心圆搜索方案具有更高的搜索效率。