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发信人: yufei (随风飘荡), 信区: AerospaceScience
标 题: 空间碎片环境模型(一)
发信站: 紫 丁 香 (Wed Sep 1 20:33:12 1999), 转信
空间碎片环境模型
朱毅麟
(中国空间技术研究院)
空间碎片环境建模就是用数学方法描述空间碎片在三维空间和未来时
间的数量、分布、迁移、流动以及碎片的物理特性(如尺寸、质量、密度、
反射特性等)。
空间碎片环境模型可以分为三类：第一类是确定性的，能逐个测算单
个碎片的轨道参数和物理特性；第二类是统计性的，能通过一定的抽样数
来预示某一类碎片(如火箭末级、航天器、碎裂碎片或碎粒等)的特点；第
三类是混合型的，它兼有确定和统计二者的特点。
空间碎片环境模型有广泛的应用，主要用途是：
(1) 指导地面对空间碎片的观测；
(2) 评估空间碎片碰撞的风险和损害；
(3) 预测工作中的航天器需采取的回避机动；
(4) 分析空间碎片缓减措施的效果。
1 空间碎片环境建模依据
空间碎片环境模型是建立在空间碎片观测数据的基础上的，应尽可能
利用一切可资利用的观测数据。这些数据主要来源如下：
(1) 美国空间司令部和俄罗斯空间监视部门登记编目的空间碎片数据
(主要是分米级以上的大碎片)；
(2) 雷达观测所得的低轨道上分米级及更大的碎片的统计数据；
(3) 光学观测所得的低轨道上厘米级碎片的统计数据；
(4) 对回收航天器表面和专用探测器测量结果的分析得到的亚毫米级
碎片群的统计数据；
(5) 地面模拟卫星和火箭超高速碰撞试验所获得的数据；
(6) 地面模拟末级火箭(或卫星)在轨道上爆炸碎裂试验所获得的数据。
空间碎片环境建模除了要充分利用各种观测数据和考虑碎片环境的现
状外，必须考虑未来导致碎片的数量分布和特性发生变化的种种因素。因
素考虑得越全面，模型的真实性越高。但由于未来引起碎片变化的诸多因
素不确定性很大，因此，一般只考虑某些主要的或稍为能“看得准”的因
素。
1.1 导致空间碎片增加的因素
· 运载器和航天器在发射和工作过程中产生碎片；
· 碎裂(包括爆炸和碰撞引起的)造成的碎片；
· 物体表面材料的脱落(例如：涂层因老化而剥落)；
· 材料(如核动力源的冷却液)的逸出。
1.2 导致空间碎片减少的因素
· 大气阻力或其他摄动促使轨道衰减；
· 从轨道上回收；
· 脱离轨道；
· 碎裂——使大块空间碎片消失。
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会挽雕弓如满月，
西北望，射天狼。
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