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空间碎片与空间环境 被引量：49
1
作者 李春来 欧阳自远 都亨 《第四纪研究》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期540-551,共12页
空间碎片起源于人类的航天活动 ,目前空间碎片的空间密度已经对航天器的安全造成威胁 ,且其数量仍在高速增长 ,已成为一个引人瞩目的环境问题 ,航天器受空间碎片撞击的事件时有发生。大空间碎片的撞击会使航天器姿态和轨道发生改变 ,更... 空间碎片起源于人类的航天活动 ,目前空间碎片的空间密度已经对航天器的安全造成威胁 ,且其数量仍在高速增长 ,已成为一个引人瞩目的环境问题 ,航天器受空间碎片撞击的事件时有发生。大空间碎片的撞击会使航天器姿态和轨道发生改变 ,更严重的是会导致航天器破损甚至完全解体 ;小空间碎片的撞击会使航天器表面性能改变 ,部分器件损伤或失效 ,使航天器丧失功能。目前地基设备只能对厘米级及更大的碎片进行观测、跟踪和编目 ,航天器可以根据空间碎片的轨道参数进行规避和机动飞行 ,以避免撞毁 ;小空间碎片 (<1cm)数量众多 ,但无法进行轨道测量 ,只能通过天基直接探测和样品回收获得数据 ,数值建模和超高速撞击模拟实验是进行小空间碎片风险评估和撞击效应研究的有效方法。对小空间碎片只能采取被动防护的方法 ,在航天器总体设计、防护结构和材料方面着手 ,降低空间碎片的威胁。改善空间环境 ,减少空间碎片的最根本方法是对航天器采取钝化措施 ,减少空间碎片的产生 ,理论上还可以采取措施 ,清扫、清除或回收空间碎片。 展开更多
关键词 空间碎片 宇宙尘 空间环境 撞击 航天器 航天活动
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空间碎片监测移除前沿技术与系统发展 被引量：36
2
作者 李明 龚自正 刘国青 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第25期2570-2591,共22页
空间碎片是人类航天活动产生的太空垃圾.随着航天活动的日益频繁,空间碎片数量快速增加,已经对人类空间资产安全构成了严重威胁,是全世界面临的重大挑战.开展空间碎片主动移除是国际社会的共识,是构建人类命运共同体的重要内容之一,对... 空间碎片是人类航天活动产生的太空垃圾.随着航天活动的日益频繁,空间碎片数量快速增加,已经对人类空间资产安全构成了严重威胁,是全世界面临的重大挑战.开展空间碎片主动移除是国际社会的共识,是构建人类命运共同体的重要内容之一,对保障国家空间资产安全、维护国家安全和利益、确保国际外空事务主导地位和太空话语权、塑立航天大国责任和形象、引领高新科技创新发展、促进生成新兴太空经济和产业模式等具有十分重大的意义.本文深入分析了空间碎片环境现状及演化趋势,系统评述了空间碎片监测与移除研究国内外现状与发展趋势,梳理了涉及的关键技术和科学问题.围绕我国太空安全、空间事业可持续发展等重大需求,分析了我国空间碎片监测与移除存在的问题与差距.提出了空间碎片环境治理概念、技术体系构成和以空间碎片"精准监测、高效移除、有效防护"为技术核心,形成功能齐备、性能先进、高效率、低成本、常态化、商业化、国际化的空间碎片环境治理业务能力为目标的系统工程发展建议. 展开更多
关键词 空间碎片 空间资产安全 空间可持续发展 空间碎片监测 空间碎片主动移除 空间环境治理工程
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空间碎片漫反射激光测距试验 被引量：38
3
作者 李语强 李祝莲 +4 位作者 伏红林 郑向明 何少辉 翟东升 熊耀恒 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期154-158,共5页
空间碎片的存在严重影响了在轨航天器的安全，国际上很多国家开展了空间碎片探测技术的研究，利用漫反射激光测距技术对空间碎片进行探测是一个新的发展趋势。根据空间碎片漫反射激光测距的特点以及国内外漫反射激光测距技术的发展趋势... 空间碎片的存在严重影响了在轨航天器的安全，国际上很多国家开展了空间碎片探测技术的研究，利用漫反射激光测距技术对空间碎片进行探测是一个新的发展趋势。根据空间碎片漫反射激光测距的特点以及国内外漫反射激光测距技术的发展趋势和现状，研究了云南天文台的空间碎片漫反射激光测距系统。分析了云南天文台进行空间碎片漫反射激光测距探测成功的概率以及该技术所需要具备的系统组成和关键技术，并通过空间碎片漫反射激光测距实测试验方法验证了该技术的可行性。实测数据结果表明空间碎片漫反射激光测距精度为50－250cm。 展开更多
关键词 测量 卫星激光测距 漫反射 空间碎片
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航天器微流星和空间碎片的防护方案 被引量：31
4
作者 张伟 庞宝君 +1 位作者 邹经湘 张泽华 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期18-22,共5页
微流星和空间碎片是现在任何使命航天器的公认威胁．微流星和空间碎片的超高速撞击能导致航天器严重的损伤和灾难性的失效．因此，提高航天器的生存性是非常必要的．防护方案的确定是航天器设计的一个重要问题．防护方案的结构形式主要... 微流星和空间碎片是现在任何使命航天器的公认威胁．微流星和空间碎片的超高速撞击能导致航天器严重的损伤和灾难性的失效．因此，提高航天器的生存性是非常必要的．防护方案的确定是航天器设计的一个重要问题．防护方案的结构形式主要有局部防护、Whipple防护及其改型、各种多层防护屏防护方案。在综述国际上已采用和研究的航天器防护微流星和空间碎片防护方案的基础上，给出了不同防护材料和结构形式防护方案在超高速撞击下的行为特征。 展开更多
关键词 航天器 微流星 空间碎片 防护方案 超高速撞击
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空间碎片现状与清理 被引量：31
5
作者 林来兴 《航天器工程》 2012年第3期1-10,共10页
分析了空间碎片的严峻现状和空间碎片的10个来源,指出轨道碰撞是产生碎片最多的因素;介绍了空间碎片的观测方法、原理和观测系统的概况,包括正在兴建的观测系统——"空间篱笆"。最后,根据不同轨道高度和空间碎片的数量与大小... 分析了空间碎片的严峻现状和空间碎片的10个来源,指出轨道碰撞是产生碎片最多的因素;介绍了空间碎片的观测方法、原理和观测系统的概况,包括正在兴建的观测系统——"空间篱笆"。最后,根据不同轨道高度和空间碎片的数量与大小,提出空间碎片清理原则、要求和9种清理方法。 展开更多
关键词 空间碎片 清理方法 清理原则 空间碎片观测
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空间绳网系统发射动力学问题研究 被引量：31
6
作者 陈钦 杨乐平 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1829-1833,共5页
空间绳网系统是在系绳技术基础上发展起来的一种应用系统,通过展开形成一张具有稳定构型的网,可用于空间目标的柔性容错捕获,在空间废弃卫星或碎片处理方面具有潜在应用价值。空间绳网系统动力学问题较为复杂,融合了刚体动力学、柔性绳... 空间绳网系统是在系绳技术基础上发展起来的一种应用系统,通过展开形成一张具有稳定构型的网,可用于空间目标的柔性容错捕获,在空间废弃卫星或碎片处理方面具有潜在应用价值。空间绳网系统动力学问题较为复杂,融合了刚体动力学、柔性绳索动力学和碰撞与摩擦动力学等方法和模型。通过建立空间绳网系统刚柔耦合动力学模型,研究了其发射展开的动力学问题,重点讨论了绳网牵引质量块发射角度和柔性绳索等效阻尼的影响,仿真结果表明在一定的系统配置下这两个参数存在最优值。 展开更多
关键词 空间绳网 动力学 仿真 空间碎片
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超高速撞击仿真算法分析 被引量：22
7
作者 乐莉 闫军 钟秋海 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第9期1941-1943,共3页
分别用拉格朗日(Lagrange)算法、欧拉(Euler)算法及光滑粒子流体动力学(SPH)算法对超高速撞击问题进行了数值仿真,对各种算法的优劣性进行讨论及对比研究。与传统的拉格朗日算法欧拉算法相比,新兴的SPH算法更适宜于超高速撞击仿真分析。
关键词 超高速撞击 数值仿真 空间碎片 光滑粒子流体动力学
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高轨空间碎片光电观测技术综述 被引量：29
8
作者 唐轶峻 姜晓军 +2 位作者 魏建彦 裘予雷 胡景耀 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期1094-1098,共5页
高轨空间碎片(一般指轨道高度高于20000公里)的光学观测是近年来空间碎片研究领域中重要的研究主题之一。它在目标的探测、跟踪、识别等领域有着广阔的应用前景。目前对其物理特性的有效研究手段主要是基于时间序列的测光观测,基于同时... 高轨空间碎片(一般指轨道高度高于20000公里)的光学观测是近年来空间碎片研究领域中重要的研究主题之一。它在目标的探测、跟踪、识别等领域有着广阔的应用前景。目前对其物理特性的有效研究手段主要是基于时间序列的测光观测,基于同时性的多色测光观测,基于低色散的光谱观测以及基于偏振的光学观测。该文将重点从此四个方面回顾目前的研究现状和常用的处理方法,并对研究难点和未来发展趋势作了分析和阐述。 展开更多
关键词 空间碎片 高轨 光学观测
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空间碎片的若干法律问题研究 被引量：22
9
作者 高国柱 《河北法学》 CSSCI 北大核心 2006年第5期108-112,共5页
空间碎片是散布在近地轨道和同步轨道上的非功能性人造物体包括其碎片和零件的总称。随着对空间碎片的了解的加深,相关的法律问题也应加以探讨。对空间碎片的概念、特征进行研究,探讨空间碎片与空间物体的关系,对空间碎片的损害赔偿提... 空间碎片是散布在近地轨道和同步轨道上的非功能性人造物体包括其碎片和零件的总称。随着对空间碎片的了解的加深,相关的法律问题也应加以探讨。对空间碎片的概念、特征进行研究,探讨空间碎片与空间物体的关系,对空间碎片的损害赔偿提出见解。 展开更多
关键词 空间碎片 外层空间 空间物体 损害赔偿
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空间目标碰撞概率计算方法研究 被引量：24
10
作者 白显宗 陈磊 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期1435-1442,1456,共9页
空间目标碰撞概率的计算是航天器进行空间碎片预警和规避机动的基础,提出了一种基于压缩空间和坐标旋转的碰撞概率计算方法。定义了相遇坐标系和积分计算坐标系,通过坐标转换关系将位置误差协方差投影到相遇坐标系中,旋转相遇坐标系后... 空间目标碰撞概率的计算是航天器进行空间碎片预警和规避机动的基础,提出了一种基于压缩空间和坐标旋转的碰撞概率计算方法。定义了相遇坐标系和积分计算坐标系,通过坐标转换关系将位置误差协方差投影到相遇坐标系中,旋转相遇坐标系后得到积分计算坐标系,将计算碰撞概率的问题转化为2维概率密度函数在圆域内的积分问题。通过压缩空间的方法,将不等方差概率密度函数在圆域内的积分化为等方差概率密度函数在椭圆域内的积分,然后通过极坐标变换将二重积分化为一重积分形式的概率表达式。对一次空间碎片碰撞的实例计算得到碰撞概率为10-3量级,表明该方法是正确有效的。 展开更多
关键词 空间碎片 碰撞概率 空间压缩 概率密度函数
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空间碎片天基主动清除技术发展现状及趋势 被引量：25
11
作者 曹喜滨 李峰 +1 位作者 张锦绣 Richard Muriel 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期117-120,共4页
随着国内外航天发射任务逐年增多,大量在轨滞留的失效航天器将成为未来空间资源有效利用所面临的一个严峻挑战。空间碎片天基主动清除技术是从根源上对空间资源化利用与安全处置的措施,将提升和加强近地空间的可持续循环利用。本文明晰... 随着国内外航天发射任务逐年增多,大量在轨滞留的失效航天器将成为未来空间资源有效利用所面临的一个严峻挑战。空间碎片天基主动清除技术是从根源上对空间资源化利用与安全处置的措施,将提升和加强近地空间的可持续循环利用。本文明晰了空间碎片天基主动清除的概念,分析了空间碎片天基主动清除技术的发展历程,提出了其发展过程中面临的非合作目标相对导航、协调控制和捕获方式及装置等主要问题,为我国空间碎片天基主动清除技术的发展提出了有益参考。 展开更多
关键词 空间碎片 天基主动清除 非合作目标 离轨
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空间碎片碰撞预警研究 被引量：18
12
作者 刘静 王荣兰 +1 位作者 张宏博 肖佐 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期462-469,共8页
介绍了空间碎片的分布和危害,阐明了航天器进行碎片预警规避的必要性,讨论了碎片碰撞预警技术中的关键问题,用已有的碰撞和规避实例对自行研制的软件进行了计算检验,结果证明了软件的正确性,也说明了国内进行碎片预警工作的可行性.
关键词 空间碎片 航天器 预警 碰撞 正确性 证明 关键问题
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空间碎片防护研究前沿问题与展望 被引量：24
13
作者 龚自正 赵秋艳 +4 位作者 李明 宋光明 武强 陈川 张品亮 《空间碎片研究》 2019年第3期2-13,共12页
简要介绍了空间碎片环境现状与新兴热点问题,评述了空间碎片防护研究的国际前沿和趋势,分析了我国空间碎片防护的差距,立足我国航天器防护发展需求,提出了我国空间碎片防护领域研究发展建议。
关键词 空间碎片 航天器防护 前沿与热点问题 发展建议
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基于超导探测器的激光测距系统作用距离分析 被引量：23
14
作者 薛莉 翟东升 +6 位作者 李语强 张蜡宝 李祝莲 康琳 吴培亨 李明 熊耀恒 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期21-29,共9页
提出了将超导纳米线单光子探测器(SSPD)应用于空间碎片激光测距的构想,并通过理论分析和等效外场实验进行了可行性论证。根据SSPD在门控时间内允许多次测量的特性,建立了信噪比随回波光子数的变化模型,并考察了激光器发射重复频率、天... 提出了将超导纳米线单光子探测器(SSPD)应用于空间碎片激光测距的构想,并通过理论分析和等效外场实验进行了可行性论证。根据SSPD在门控时间内允许多次测量的特性,建立了信噪比随回波光子数的变化模型,并考察了激光器发射重复频率、天光背景噪声强度、探测器暗计数率等参数对信噪比的影响,结合回波光子数方程和噪声强度,以云南天文台激光测距系统为例,推算出该系统具备探测830 km处米级大小空间碎片的能力。结合光纤耦合条件,设计了以太阳能板为目标的外场实验,通过改变光学系统透过率,获得了信噪比随回波光子数变化的实验曲线,验证了利用信噪比变化推测系统作用距离方法的有效性,理论和等效实验结果均表明超导纳米线探测器有望实现空间碎片激光测距。 展开更多
关键词 探测器 激光测距 超导纳米线单光子探测器 信噪比 回波光子数 空间碎片
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空间碎片环境危害及其对策 被引量：20
15
作者 李怡勇 沈怀荣 李智 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2008年第6期31-35,共5页
空间碎片的数量不断增长,对航天器的安全造成威胁,成为航天活动高度重视的环境问题。为此描述了空间碎片环境的概况,分析空间碎片的生成与演化,介绍空间碎片环境模型的分类以及现有的环境模型,对空间碎片的危害进行了讨论,给出了减少空... 空间碎片的数量不断增长,对航天器的安全造成威胁,成为航天活动高度重视的环境问题。为此描述了空间碎片环境的概况,分析空间碎片的生成与演化,介绍空间碎片环境模型的分类以及现有的环境模型,对空间碎片的危害进行了讨论,给出了减少空间碎片危害的对策,最后介绍了中国空间碎片研究的进展情况。 展开更多
关键词 空间碎片 环境模型 航天器 危害 对策
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空间碎片激光测距应用研究 被引量：22
16
作者 李语强 李荣旺 +3 位作者 李祝莲 翟东升 伏红林 熊耀恒 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期3324-3329,共6页
空间碎片的存在使空间环境日益恶化,已影响到空间活动的安全。国际上很多国家开展了空间碎片探测技术的研究,空间碎片激光测距技术成为一种新的探测手段。首先,概述了国内外空间碎片激光测距技术的发展趋势和现状。其次,在成功获得空间... 空间碎片的存在使空间环境日益恶化,已影响到空间活动的安全。国际上很多国家开展了空间碎片探测技术的研究,空间碎片激光测距技术成为一种新的探测手段。首先,概述了国内外空间碎片激光测距技术的发展趋势和现状。其次,在成功获得空间碎片激光测距回波的基础上,研究了激光测距数据联合测角数据单站定轨的方法,仿真计算结果表明,该方法的定轨精度优于单纯光学测角数据定轨的精度。最后,提出一种利用空间碎片激光测距误差来初步测定空间碎片尺度的方法,并分别通过地面靶激光测距实验和空间碎片激光测距实验验证了该方法的可行性,为空间碎片尺度测定提供了一种参考依据。 展开更多
关键词 空间碎片 卫星激光测距 轨道确定
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空间碎片问题的起源、现状和发展 被引量：19
17
作者 汤靖师 程昊文 《物理》 CAS 北大核心 2021年第5期317-323,共7页
字面意义上的空间碎片指的是解体产生的碎片,但一般也包含火箭残骸、废弃卫星等各类无功能人造物体。随着人类探索、利用太空的步伐,空间碎片逐渐开始成为影响并威胁人类空间活动不可避免的问题。文章主要介绍空间碎片问题的起源、当前... 字面意义上的空间碎片指的是解体产生的碎片,但一般也包含火箭残骸、废弃卫星等各类无功能人造物体。随着人类探索、利用太空的步伐,空间碎片逐渐开始成为影响并威胁人类空间活动不可避免的问题。文章主要介绍空间碎片问题的起源、当前的状况、人们如何应对以及未来可能遇到的问题。 展开更多
关键词 空间碎片 空间环境 卫星碰撞 超大规模星座 凯斯勒效应
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天基微小空间碎片探测研究 被引量：15
18
作者 袁庆智 孙越强 +1 位作者 王世金 王晶 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期212-217,共6页
随着空间碎片数量的不断增多,天基微小空间碎片探测已经成为一个热点.首先介绍了空间碎片在低地球轨道上的分布情况以及它对于航天器的危害,然后介绍了国外微小碎片探测器的基本情况,并在这些探测结果的基础上提出了一个探测器方案.这... 随着空间碎片数量的不断增多,天基微小空间碎片探测已经成为一个热点.首先介绍了空间碎片在低地球轨道上的分布情况以及它对于航天器的危害,然后介绍了国外微小碎片探测器的基本情况,并在这些探测结果的基础上提出了一个探测器方案.这种探测器的传感器采用了新型的压电材料聚偏二氟乙稀(PVDF),使用了飞行时间法(TOF)准确测定空间碎片的飞行速度,以及快脉冲分析系统分析碎片的质量. 展开更多
关键词 空间碎片 天基 低地球轨道 飞行时间法 探测器 分布情况 基本情况 压电材料 探测结果 飞行速度 准确测定 系统分析 航天器 传感器
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地基激光清除空间碎片过程建模与仿真 被引量：18
19
作者 常浩 金星 +1 位作者 洪延姬 李修乾 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期994-1001,共8页
空间碎片对人类航天活动的影响越来越大,用地基高能脉冲激光清除空间碎片被认为是一种可行手段。分析了地基激光清除空间碎片的原理,建立了碎片清除过程轨道动力学模型,通过选取两种典型的ps级和ns级激光器,对空间碎片的清除效果进行了... 空间碎片对人类航天活动的影响越来越大,用地基高能脉冲激光清除空间碎片被认为是一种可行手段。分析了地基激光清除空间碎片的原理,建立了碎片清除过程轨道动力学模型,通过选取两种典型的ps级和ns级激光器,对空间碎片的清除效果进行了仿真计算。结果表明:对于800km和1 500km轨道高度上的某典型空间碎片,两种激光器均不能在其一次过顶将其清除,需多次过顶才能达到清除效果;在进入大气层烧毁前,均需烧蚀一定的质量,而且轨道高度越高,烧蚀质量越多;ps级激光器比ns级激光器具有优势,15kJ、10ns、2Hz的ns级激光器清除800km和1 500km轨道高度上的碎片所需总能量分别是150J、1ps、65Hz的ps级激光器的2.95倍和3.31倍。研究结果可为碎片清除方案制定和地基激光器参数选择提供依据。 展开更多
关键词 空间碎片 激光 激光烧蚀 冲量 烧蚀率
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GEO空间碎片的光学观测与精密定位 被引量：18
20
作者 孙荣煜 赵长印 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2012年第3期394-410,共17页
GEO轨道由于其特殊的动力学特性,有着巨大的应用价值;然而,GEO区域没有类似大气阻尼的碎片清除机制,导致空间碎片的威胁与日俱增。由于地基雷达探测距离的限制,地基光学观测是GEO空间碎片探测的主要手段。介绍了空间碎片光学观测中设备... GEO轨道由于其特殊的动力学特性,有着巨大的应用价值;然而,GEO区域没有类似大气阻尼的碎片清除机制,导致空间碎片的威胁与日俱增。由于地基雷达探测距离的限制,地基光学观测是GEO空间碎片探测的主要手段。介绍了空间碎片光学观测中设备的选取,观测方案的制定,以及相关的图像处理算法;分析了空间碎片精密定位的技术与方法,并对今后的发展进行了展望。为了更好地了解GEO空间碎片的态势,保障在轨运行航天器的安全,GEO空间碎片光学观测方法的研究是一个需要长期深入的课题。 展开更多
关键词 空间碎片 同步轨道 光学观测 图像处理
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