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对策之一——躲避空间碎片碰撞
躲避空间碎片碰撞的步骤
测量空间碎片的位置
卫星可行方案论证与设计
一
望远镜观测
次
无线电手段
机械扫描跟踪雷达
相控阵雷达
电磁篱笆
监测要求
1 2009年11月13日北京航空航天大学宇航学院
模版设计:韩潮 2000,07
对策之一——躲避空间碎片碰撞
分阶段实施
美国监测网
法国和欧洲监测网
空间碎片的运动——轨道根数
一次轨道变化
空间碎片交会
非碰撞物体筛选
误差
碰撞概率
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对策之一——躲避空间碎片碰撞
警戒区和规避区
监测策略
发射预警
发射预警流程
在轨预警和流程
神舟五号和神州六号发射预警
规避
预警体系
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躲避空间碎片碰撞的步骤
航天器要躲避空间碎片碰撞,首先要知道航天器会不
会被碰,就是在什么时候航天器和空间碎片到达同一位
置,过程如下:
第一步:测量空间碎片的位置或速度
第二步:确定空间碎片的轨道——足以描述空间碎片
运动的一组“轨道根数”。
第三步:计算每一个空间碎片以后各个时刻所处的位
置。
第四步:根据需要躲避的航天器运行轨道根数,计算
以后各个时刻所处的位置。
第五步:比较航天器和空间碎片在各个时刻的位置,
计算碰撞概率,判断是否发生碰撞。
第六步:改变航天器轨道,躲避可能的碰撞。
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躲避空间碎片碰撞的步骤
躲避空间碎片碰撞的6个步骤
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测量空间碎片的位置
地基探测
地基探测是利用安置在地球表面的设备测量
空间碎片的位置。
由于大气的吸收,在光电手段中,紫外、红
外等波段都无法利用,可见光波段可利用,但受
天气云层的限制。
多采用无线电手段:机械跟踪雷达、相控阵
需达和电磁篱笆等多种形式。特点:高频无线电
波段都能穿过大气层,但电离层对无线电被的折
射和散射会影响测量的精度。
和天基探测相比,地基探测便于长期连续监
测,便于组网,技术成热,建设和运行成本低。
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测量空间碎片的位置
地基探测中光电手段和无线电手段也各有优势:
光电手段是传统的探测手段,技术成熟,
建设和运行成本低,对距离较远的高轨道碎片、
地球同步轨道碎片有明显的优势:但是发现和
搜索能力较弱,受昼夜和无光等天气条件的影
响很大,有不可见期。
无线电-雷达手段原则上可连续、全天候
探测,具有多目标探测能力和发现新碎片的能
力,对距离较近的低轨道碎片探测优势明显。
建设和运行成本高,对周围环境有辐射污染。
探测远距离、高轨道的碎片时,需要的无线电
部发射功率和天线尺寸急剧增大,不宜采用。
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测量空间碎片的位置
天基探测
将探测设务安置在航大器上,彻底摆脱了大
气层的干扰,可以在紫外、红外等波段进行探
测。探测设备沿一定的轨道运动,好处是可以
对部分空间碎片在近距离上进行探测,但是组
网比较困难。同时,探测设备受航天持术的限
制,本身技术难度大,建设和运行成本高。
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测量空间碎片的位置
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望远镜观测
望远镜是传统的天体观测设备,它通过恒
星本身的发光和行星反射太阳的光进行观测。
空间碎片本身不发光,需要依靠反射太阳光才
能被观测,因此必须同时满足3个条件:
1)碎片:空间碎片被太阳光照射,空间碎片
是亮的;
2)背景:望远镜视场内的天空背景是暗的;
3)目视条件:空间碎片处于望远镜的观测范
围内且不被遮挡。
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