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空间碎片减缓策略分析及相关政策和标准综述 预览
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作者 泉浩芳 张小达 +1 位作者 周玉霞 陆静 《航天器环境工程》 2019年第1期7-14,共8页
文章在简述空间碎片环境现状及其危害的基础上,分析空间碎片减缓的主要策略,以及有关的法规、政策和标准。研究结果表明:当前的空间碎片减缓策略主要是"抑制增量",即尽可能减少新的空间碎片产生;国家层面、政府间组织、联合... 文章在简述空间碎片环境现状及其危害的基础上,分析空间碎片减缓的主要策略,以及有关的法规、政策和标准。研究结果表明:当前的空间碎片减缓策略主要是"抑制增量",即尽可能减少新的空间碎片产生;国家层面、政府间组织、联合国等多个层级都出台了相应的法规和政策,为确保空间碎片减缓行动的具体落地实施提供了强制性保证;一系列的各层级标准为空间碎片减缓措施提供了可操作的、协调一致的、国际统一的经验做法,可直接用于指导工程实践。 展开更多
关键词 空间碎片 空间碎片减缓 政策法规 标准
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地球静止轨道卫星碰撞碎片演化分析 预览
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作者 张海涛 张占月 陈松 《计算机测量与控制》 2019年第4期149-154,共6页
地球静止轨道(GEO)附近密集运行着大量的航天器和空间碎片,针对GEO卫星与空间碎片发生碰撞后,新产生的空间碎片对GEO造成的影响问题,分析计算运行在或穿越GEO区域的空间碎片与GEO卫星可能的碰撞相对速度;运用质量守恒和动量守恒对NASA... 地球静止轨道(GEO)附近密集运行着大量的航天器和空间碎片,针对GEO卫星与空间碎片发生碰撞后,新产生的空间碎片对GEO造成的影响问题,分析计算运行在或穿越GEO区域的空间碎片与GEO卫星可能的碰撞相对速度;运用质量守恒和动量守恒对NASA标准解体模型生成的碎片信息进行验证;针对两种来源的碎片与GEO卫星的碰撞解体事件,在碰撞完全解体和非完全解体两种条件下,选取符合两大定律的解体碎片数据,计算碰撞产生的碎片的扩散速率,分析得出结论,空间碎片以较大相对速度与GEO卫星发生碰撞,将产生大量新的碎片,并在约半天内扩散到整个GEO区域,对该区域航天器产生较大威胁。 展开更多
关键词 地球静止轨道卫星 空间碎片 碰撞 解体模型 碎片演化
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空间碎片与空间交通管理 预览
3
作者 江海 刘静 《空间碎片研究》 2019年第1期39-44,共6页
随着人类航天活动的不断开展,在轨空间物体数量急剧增加,空间交通亟待管理。本文将从空间碎片环境现状、空间碎片相关国际规则和空间交通管理发展现状三个方面分析国际发展情况,最后提出我国应对空间交通管理相关问题的一些初步建议。
关键词 空间碎片 空间交通管理
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检测前跟踪框架下利用蒙特卡洛算法的空间碎片跟踪策略研究 预览
4
作者 Peerapong Torteeka 高鹏骐 +5 位作者 沈鸣 郭效忠 杨大陶 于欢欢 周威萍 赵有 《天文研究与技术》 CSCD 2019年第1期33-43,共11页
在轨卫星或者空间碎片数量的增多,是对空间目标地基自动观测的一个挑战。尽管北美防空司令部编目管理了绝大多数直径超过10 cm的空间物体,但由于轨道摄动,空间目标的位置信息(基于6个轨道根数)依然非常重要,并需要定期更新。在过去的几... 在轨卫星或者空间碎片数量的增多,是对空间目标地基自动观测的一个挑战。尽管北美防空司令部编目管理了绝大多数直径超过10 cm的空间物体,但由于轨道摄动,空间目标的位置信息(基于6个轨道根数)依然非常重要,并需要定期更新。在过去的几十年里,配备电子传感器的现代地基光电望远镜已广泛用于天体测量领域。然而,这种设备的跟踪性能主要取决于空间目标的大小和亮度。这些目标所在的天文图像会有不同的背景;而且,在基于凝视模式的短曝光实时观测过程中,运动目标和背景恒星在不同的信噪比下显示为类似的点扩散函数,难以辨认。本研究是为了实现对非高斯和动态背景的高灵敏度检测和跟踪能力的提高,并具有简单的系统机制和出色的计算效率。为突破该限制,将重点放在利用状态估计技术对微小卫星和暗弱目标进行跟踪上。提出一种基于神经网络的自适应运行高斯平均算法,用以从恒星背景及干扰下提取运动的空间目标。该方法随后被集成到了一个检测前跟踪框架中。该框架利用基于蒙特卡洛的粒子滤波跟踪空间目标。三段来自亚太地基光学空间目标观测系统(APOSOS)图像序列被用来对该跟踪策略进行评估。实验结果表明,该方法能够达到满意的跟踪性能。 展开更多
关键词 空间碎片 移动高斯平均 神经网络 检测前跟踪框架
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纤维编织材料超高速撞击特性实验研究 预览
5
作者 苗常青 徐铧东 +2 位作者 靳广焓 孙甜甜 祖振南 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期108-114,共7页
与铝合金等材料相比,纤维编织材料具有质量轻、可柔性折叠等优点,可应用于柔性充气展开防护结构,进而构建多屏、大间距防护结构,提升防护效率。考虑不同性能纤维编织材料对多屏防护结构防护性能的影响,通过实验研究了不同材料制成的多... 与铝合金等材料相比,纤维编织材料具有质量轻、可柔性折叠等优点,可应用于柔性充气展开防护结构,进而构建多屏、大间距防护结构,提升防护效率。考虑不同性能纤维编织材料对多屏防护结构防护性能的影响,通过实验研究了不同材料制成的多屏防护结构对空间碎片的防护性能,防护屏材料包括玄武岩纤维编织材料、芳纶纤维编织材料及铝板。在超高速弹丸撞击载荷作用下,与多屏铝板防护结构相比,多屏纤维编织材料防护结构具有更高的防碎片撞击效果;对多屏纤维编织材料防护结构来说,前两屏采用玄武岩纤维编织材料,后两屏采用芳纶纤维编织材料时,防护效果更好,说明多屏防护结构的前置防护屏采用软化温度较高的无机纤维编织材料时,可能会更好地破碎弹丸,从而提高防护结构的碎片撞击防护性能。 展开更多
关键词 纤维编织材料 超高速撞击 空间碎片 多屏防护结构
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LEO空间目标地基甚短弧角度数据初轨确定
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作者 雷祥旭 桑吉章 李振伟 《测绘地理信息》 2019年第2期71-73,共3页
基于长春人造卫星观测站空间目标光电阵2017年9月12日观测得到3 766个观测弧段数据,利用距离搜索法进行了初始轨道确定,弧长的中位数约为41 s,初轨确定成功率约92.27%。用TLE(two-line element)评估了初轨参数误差,并分析了影响初轨误... 基于长春人造卫星观测站空间目标光电阵2017年9月12日观测得到3 766个观测弧段数据,利用距离搜索法进行了初始轨道确定,弧长的中位数约为41 s,初轨确定成功率约92.27%。用TLE(two-line element)评估了初轨参数误差,并分析了影响初轨误差的可能的因素。结果表明,距离搜索法可应用于实测角度数据,解算初轨成功率高,具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 空间碎片 光电阵 光学数据 TLE 初始轨道确定
8km/s以上毫米级空间碎片地面模拟实验研究进展 预览
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作者 宋光明 李明 +2 位作者 龚自正 武强 徐坤博 《空间碎片研究》 2019年第1期1-13,共13页
空间碎片与航天器相对撞击速度高达15km/s,8km/s以上毫米级空间碎片地面模拟技术是开展空间碎片防护结构设计的关键技术之一。本文简述了现有的空间碎片地面模拟技术,并分析了运用这些技术开展8km/s以上毫米级球形弹丸发射技术研究的可... 空间碎片与航天器相对撞击速度高达15km/s,8km/s以上毫米级空间碎片地面模拟技术是开展空间碎片防护结构设计的关键技术之一。本文简述了现有的空间碎片地面模拟技术,并分析了运用这些技术开展8km/s以上毫米级球形弹丸发射技术研究的可行性。重点介绍了近年来国际上在8km/s以上毫米级球形弹丸发射实验技术研究中所取得的最新进展,分析了能够取得相关进展的关键技术,探讨了未来技术发展所需要进一步解决的关键问题。 展开更多
关键词 超高速发射 8km/s 空间碎片 毫米级 综述
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一种应用于空间碎片演化模型的碰撞概率算法 预览
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作者 王晓伟 刘静 崔双星 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期482-488,共7页
针对碰撞概率算法Cube模型参数影响空间碎片演化模型的仿真结果问题进行了深入分析与研究,并将原Cube算法进行改进,由此提出I-Cube模型。经过多次蒙特卡洛仿真结果验证,I-Cube模型对演化过程中空间碎片碰撞概率的计算更为准确合理,空间... 针对碰撞概率算法Cube模型参数影响空间碎片演化模型的仿真结果问题进行了深入分析与研究,并将原Cube算法进行改进,由此提出I-Cube模型。经过多次蒙特卡洛仿真结果验证,I-Cube模型对演化过程中空间碎片碰撞概率的计算更为准确合理,空间碎片长期演化模型的结果不再依赖于自身碰撞概率算法的相关参数,提高了空间碎片长期演化模型的稳定性与可信度。 展开更多
关键词 空间碎片 长期演化 碰撞概率 Cube模型
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《各国和国际组织所采用的空间碎片减缓标准汇编》述评(下) 预览
9
作者 高国柱 《空间碎片研究》 2019年第1期35-38,共4页
2014年,加拿大、捷克、德国向外空委科技小组委员会和法律小组委员会提交了一份名为《各国和国际组织采用的空间碎片减缓标准汇编》的文件,其后该文件数次进行更新。该文件包含了23个国家和5个国际组织有关空间碎片减缓机制的介绍和相... 2014年,加拿大、捷克、德国向外空委科技小组委员会和法律小组委员会提交了一份名为《各国和国际组织采用的空间碎片减缓标准汇编》的文件,其后该文件数次进行更新。该文件包含了23个国家和5个国际组织有关空间碎片减缓机制的介绍和相关资料。本文在对其加以介绍的基础上,适当补充了中、俄、印三国的资料,辅之以相关评论,初步构成了一个比较完整的空间碎片减缓机制的评介性文件。 展开更多
关键词 空间碎片 减缓标准 汇编
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附加推力控制下的空间目标姿轨仿真系统研究 预览
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作者 李涵 董正宏 叶新 《软件》 2019年第1期109-113,共5页
随着航天技术的飞速发展,越来越多的航天器被发往太空,尤其是近地轨道,同时,也积累了大量空间碎片。空间碎片的存在不仅占用了轨道资源,而且对现役航天器也是很大的威胁[1,2]。对此,本文提出了一种附加推力控制下的空间目标轨道姿态仿... 随着航天技术的飞速发展,越来越多的航天器被发往太空,尤其是近地轨道,同时,也积累了大量空间碎片。空间碎片的存在不仅占用了轨道资源,而且对现役航天器也是很大的威胁[1,2]。对此,本文提出了一种附加推力控制下的空间目标轨道姿态仿真技术,以简化的空间碎片模型入手,研究了各个模块的实现方法,并给出之后的研究方向. 展开更多
关键词 空间碎片 推力控制 姿态轨道仿真
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空间环境长期演化模型研究 预览
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作者 张海涛 张占月 陈松 《计算机测量与控制》 2019年第3期240-244,249共6页
伴随着人类航天活动,空间碎片的数量越来越多,对航天器的威胁日益凸显,对空间碎片环境的研究一方面在于提高空间监视能力,另一方面在于分析空间目标的运动特性,建立空间环境演化模型;分析国内外在空间环境长期演化模型方面的研究现状,以... 伴随着人类航天活动,空间碎片的数量越来越多,对航天器的威胁日益凸显,对空间碎片环境的研究一方面在于提高空间监视能力,另一方面在于分析空间目标的运动特性,建立空间环境演化模型;分析国内外在空间环境长期演化模型方面的研究现状,以LEGEND模型和DAMAGE模型为例,对国外空间环境长期演化模型的机理进行研究,指出空间环境长期演化模型中的关键科学问题:空间目标碰撞解体特性、轨道长期预测和碰撞概率计算模型;阐述关键科学问题的研究现状,并分析了GEO区域的Kessler现象;展望长期演化模型的未来研究方向,举例分析针对特定区域、特定状况的空间环境演化问题;国内外对空间环境长期演化分析,得出结论:为了避免Kessler现象的发生,需进行空间碎片的清除工作。 展开更多
关键词 空间碎片 长期演化模型 碰撞解体 轨道预测 碰撞概率模型
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玻璃钢空间碎片防护构型性能的实验研究与仿真分析 预览
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作者 赵君尧 柳森(指导) +2 位作者 文雪忠 黄洁 李毅 《航天器环境工程》 2019年第2期120-125,共6页
在不增加空间碎片防护构型体积、质量的约束条件下提升防护构型的性能,一直是空间碎片防护领域的一项重要工作。文章设计了玻璃钢填充层结构与玻璃钢铝板贴合后壁结构2种防护构型,通过开展弹道靶超高速碰撞实验和数值仿真分析,探究这2... 在不增加空间碎片防护构型体积、质量的约束条件下提升防护构型的性能,一直是空间碎片防护领域的一项重要工作。文章设计了玻璃钢填充层结构与玻璃钢铝板贴合后壁结构2种防护构型,通过开展弹道靶超高速碰撞实验和数值仿真分析,探究这2种玻璃钢防护构型与等面密度Whipple构型的防护性能差异。实验中采用铝弹丸直径为4.0mm,碰撞速度范围为4.64~4.80km/s,同时使用Autodyn软件开展数值仿真进行补充论证。结果表明:玻璃钢铝板贴合后壁构型相对于传统的Whipple屏防护性能更好,玻璃钢填充层构型比玻璃钢铝板贴合后壁构型的防护性能更优;同时仿真分析显示,冲击波在后壁内反复振荡的构型可能具有更好的防护效果。 展开更多
关键词 空间碎片 超高速碰撞 玻璃钢 防护构型 实验研究 仿真分析
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中国南极昆仑站低轨空间碎片监测优势及CSTAR望远镜实测 预览
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作者 杨臣威 姜鹏 +8 位作者 贾明皓 周旭 张少华 周宏岩 李恭强 江海 程昊文 刘静 李正阳 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期128-133,共6页
日益增加的空间碎片已严重威胁到各国航天器的运行安全。根据在编低轨空间碎片轨道分布和中国南极昆仑站的台址特点,分析昆仑站监测低轨空间碎片效能,结果表明昆仑站低轨空间碎片过境频次高、可观测时间长、极昼期间也可监测大尺寸空间... 日益增加的空间碎片已严重威胁到各国航天器的运行安全。根据在编低轨空间碎片轨道分布和中国南极昆仑站的台址特点,分析昆仑站监测低轨空间碎片效能,结果表明昆仑站低轨空间碎片过境频次高、可观测时间长、极昼期间也可监测大尺寸空间碎片,对比中低纬度台址有显著优势。利用昆仑站CSTAR望远镜数据,针对其CCD图像中空间碎片图像拖长的特点,采用图像相减和霍夫变换方法,有效提取出空间碎片目标。与已有的空间碎片数据库进行比对结果表明,在72h连续观测时间内,有效口径仅100mm、视场为20deg^2的单台CSTAR望远镜能观测到80%面积大于1m^2的低轨空间碎片,证实了昆仑站在低轨空间碎片监测方面的高效能优势。 展开更多
关键词 昆仑站 空间碎片 南极天文学 台址 光学 望远镜
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基于卫星编队的空间碎片视觉高精度导航方法 预览
14
作者 杨博 王浩帆 +1 位作者 苗峻 赵晓涛 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2019年第1期40-48,共9页
视觉方法被广泛应用于空间碎片这类和卫星之间没有任何通信的非合作目标导航。针对观测过程中视觉传感器的像差偏差引起位置不确定的问题,提出了利用卫星编队的立体视觉导航方法。首先,利用卫星编队构造了长基线的视觉传感器,通过Fishe... 视觉方法被广泛应用于空间碎片这类和卫星之间没有任何通信的非合作目标导航。针对观测过程中视觉传感器的像差偏差引起位置不确定的问题,提出了利用卫星编队的立体视觉导航方法。首先,利用卫星编队构造了长基线的视觉传感器,通过Fisher矩阵对系统的可观测性进行了分析,验证了系统是可观的;其次,对视觉传感器进行了误差分析,通过安排最优视差角,使多颗卫星的观测信息融合达到最优;最后,应用卫星编队的视觉导航方法对空间碎片进行了导航仿真验证。结果表明,基于卫星编队的视觉导航方法可以显著减小观测误差,精度能达到0.1 m量级,而且编队构形简单,易于工程实现。 展开更多
关键词 空间碎片 卫星编队 立体视觉 可观测性 高精度导航
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空间碎片监测移除前沿技术与系统发展 被引量:1
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作者 李明 龚自正 刘国青 《科学通报》 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
超高速碰撞产生的碎片云研究进展 预览
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作者 邸德宁 陈小伟 +1 位作者 文肯 张春波 《兵工学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期2016-2047,共32页
弹丸超高速撞击薄板后破碎形成碎片云,被应用于空间碎片防护设计。针对薄板超高速正撞击情况下产生的碎片云进行分析,梳理了主要研究进展及不足,按碎片云形成过程、碎片云分布特性、碎片云模型和碎片云侵彻性能4个部分进行了阐述。综合... 弹丸超高速撞击薄板后破碎形成碎片云,被应用于空间碎片防护设计。针对薄板超高速正撞击情况下产生的碎片云进行分析,梳理了主要研究进展及不足,按碎片云形成过程、碎片云分布特性、碎片云模型和碎片云侵彻性能4个部分进行了阐述。综合评述了近30年碎片云研究的进展,提出了未来研究发展趋势和若干建议,以供相关领域研究者参考。 展开更多
关键词 超高速碰撞 碎片云 空间碎片 碎片识别
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外空活动长期可持续性建设的国际法依据——以空间碎片主动移除为视角 预览
17
作者 龙杰 《北京航空航天大学学报:社会科学版》 2018年第4期91-99,共9页
在联合国构建“外空活动长期可持续”国际机制的背景下,制定空间碎片主动移除的相关标准和程序被提上了议事日程,在相关技术标准出台之前,对其相关国际法依据的研究显得尤为必要。根据各类法律文件和国家实践,空间碎片仍然属于外空条约... 在联合国构建“外空活动长期可持续”国际机制的背景下,制定空间碎片主动移除的相关标准和程序被提上了议事日程,在相关技术标准出台之前,对其相关国际法依据的研究显得尤为必要。根据各类法律文件和国家实践,空间碎片仍然属于外空条约体系中提及的“空间物体”,空间碎片的主动移除仍受到现有国际法框架的规制。对于本国的空间碎片,一国不仅有权利而且有义务进行移除;对于不能识别的空间碎片,且已对人类的共同利益造成威胁的,国际社会任何国家都有权利对其进行移除;对于可识别的他国空间碎片,在确认其危害性和紧急性的前提下,受威胁的国家和有移除能力的国家也可进行主动移除。 展开更多
关键词 外层空间活动 长期可持续性 空间碎片 主动清除 外层空间条约
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一种地球静止轨道空间碎片主动清除方式 预览
18
作者 张治彬 李新洪 +2 位作者 安继萍 贺广松 王谦 《现代电子技术》 北大核心 2018年第16期88-91,共4页
首先讨论国内外对空间碎片主动清除技术的研究进展,分析空间碎片清除平台的功能要求。然后提出一种静止轨道空间碎片主动清除方式,即通过空间碎片清除平台发射出粘性弹丸与目标空间碎片进行非弹性碰撞,使空间碎片获得一定的速度增量,进... 首先讨论国内外对空间碎片主动清除技术的研究进展,分析空间碎片清除平台的功能要求。然后提出一种静止轨道空间碎片主动清除方式,即通过空间碎片清除平台发射出粘性弹丸与目标空间碎片进行非弹性碰撞,使空间碎片获得一定的速度增量,进而被推离原轨道。其次,对粘性弹丸的轨道转移过程进行建模,推导出拦截时间、弹丸飞行距离等要素与姿态俯仰角的关系。最后,利用Simulink对弹丸的轨道转移过程进行了仿真,分析拦截时间t,飞行轨迹长度S与弹丸俯仰角(弹丸出射速度与碎片清除平台速度的夹角)的关系。 展开更多
关键词 空间碎片 主动清除技术 地球静止轨道 粘性弹丸 碎片拦截 SIMULINK
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小尺度空间碎片天基激光清除过程研究 预览
19
作者 温泉 杨丽薇 +4 位作者 赵尚弘 方英武 王轶 丁西峰 林涛 《激光与红外》 CSCD 北大核心 2018年第1期35-41,共7页
选取LEO区域中典型材料的小尺度空间碎片,建立了相应的靶材模型,研究了高能脉冲激光与靶材作用下碎片速度的变化规律。在此基础上建立了激光辐照作用下小尺度空间碎片的变轨模型。通过仿真分析,对高能脉冲激光作用下典型空间碎片轨道参... 选取LEO区域中典型材料的小尺度空间碎片,建立了相应的靶材模型,研究了高能脉冲激光与靶材作用下碎片速度的变化规律。在此基础上建立了激光辐照作用下小尺度空间碎片的变轨模型。通过仿真分析,对高能脉冲激光作用下典型空间碎片轨道参数的变化规律进行了数值模拟。研究结果表明,设定的天基平台激光站能在一个飞行周期内辐照典型材料碎片达到降轨清除的目的,为天基平台激光清除空间碎片技术的应用提供了必要的理论基础。 展开更多
关键词 空间碎片 天基激光 冲量耦合 降轨
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一种高效利用天基激光能量清除空间碎片的方法
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作者 石乾乾 张艳 +1 位作者 赵鹏 王成林 《北京航空航天大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第12期2621-2627,共7页
针对日益增长的空间碎片污染太空环境问题,建立了天基激光能量清除空间碎片的降轨模型。重点讨论了速度增量与空间碎片速度的夹角对近地点高度降低的影响,并考虑到天基平台与空间碎片作用距离的影响,从能量利用率的角度出发,提出了能量... 针对日益增长的空间碎片污染太空环境问题,建立了天基激光能量清除空间碎片的降轨模型。重点讨论了速度增量与空间碎片速度的夹角对近地点高度降低的影响,并考虑到天基平台与空间碎片作用距离的影响,从能量利用率的角度出发,提出了能量分配系数(CEA)的概念。基于CEA,设计出关于脉冲激光能量分配的策略,并与脉冲激光能量平均方式清除空间碎片的方式进行对比分析,说明了脉冲激光能量分配策略的有效性,提高了天基激光能量利用能力,达到了高效清除空间碎片的目的。 展开更多
关键词 天基激光 空间碎片 降轨模型 多脉冲 清除策略
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