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World File Search System空间垃圾
推荐引用 推荐引用 Poonuganti, Sraavya (2023) “火箭雨：加重国家对太空污染的责任”，芝加哥
航天国家对外太空探索活动的增加导致地球轨道上和重新进入大气层的太空垃圾不断增加。现行的责任制度是 20 世纪 60 年代和 70 年代美苏太空竞赛的结果，它无法减轻和阻止这种扩散。如果不采取主动措施，太空垃圾的堆积可能会升级为凯斯勒综合症，这是一种设想中的情景，即由于高冲击力太空物体碰撞的极端风险，太空探索及其相应的好处可能会变得不可行。本评论首先分析了现有的修改外层空间条约责任制度的提案。接下来，为了论证航天国家有清除源自其卫星和太空物体的太空垃圾的积极责任，本评论应用了三项具有里程碑意义的习惯国际法原则：污染者付费原则、预防原则和禁止跨界损害。最后，本评论提出了一个新颖的解决方案，即建立一个安全保证金计划，参与太空活动的国家必须缴纳保证金才能将物体和卫星发射到外层空间，这一计划效仿了现有的国际环境法解决海洋垃圾问题的努力。重点是采取预防措施减少外层空间产生的空间垃圾数量，这是确保太空作为航天国家共享资源继续使用的最有效的解决方案。
空间战略自主
► 欧盟及其成员国必须制定连贯统一的发射战略，以加强现有平台并促进发射能力（包括可重复使用性）的技术进步，以确保欧洲能够独立进入太空并在未来保持竞争力。需要重新评估传统的采购政策，以克服效率低下和碎片化问题，并使其与商业抱负更加紧密地结合起来。新的欧盟工业政策战略应包括保护关键空间基础设施的措施，并促进民用和安全空间活动之间的协同作用。 ► 空间垃圾不仅带来了日益增加的环境负担，也带来了战略挑战。通过汇总欧洲机构需求，应为清除和回收较大碎片物体的技术解决方案提供资金支持。《空间法》应建立一个内部市场，用于避免碎片数据，并要求非欧洲参与者遵守要求，如果他们想进入欧洲市场。 ► 欧盟需要关于空间资源所有权的明确和具有约束力的规则，以及确保访问和避免冲突的透明度。首先，欧盟应努力制定共同的国际规则，并应建立一个具有约束力的国际空间采矿活动登记处。其次，欧盟应规定太空资源的所有权，避免欧盟内部的分裂和不公平竞争。
利用机器人操纵器进行柔性航天器建模与控制
由于存在碰撞风险和人造物体的堆积，尤其是在低地球轨道 (LEO) 中，围绕地球运行的空间垃圾的增多已成为现役航天器和未来任务面临的重大问题。为了缓解这一问题，人们提出了新的解决方案。空间机器人已被纳入在轨服务，以帮助人类在太空环境中开展活动，特别是机器人操纵器可以在主动清除碎片方面发挥关键作用。本论文的目的是开发一个灵活的航天器动力学和控制模型，包括空间操纵器。采用混合方法实现主体和操纵器动力学。具体而言，操纵器运动方程是从拉格朗日公式中获得的，而主体动力学则用刚体的欧拉方程表示。机械臂是一个带有两个连杆的两自由度 (DOF) 平面操纵器。主要结构特性是在与文献中的空间机械臂进行比较后选择的。另一方面，JAXA 微型卫星 PROCYON 被用作航天器的主体。与 PROCYON 航天器一样，也考虑了金字塔形配置的四个反作用轮系统。所有建模和仿真阶段均在 MATLAB/SIMULINK 环境中进行。这项工作的另一个重要方面是卫星的柔性部分，由 PROCYON 航天器的四个太阳能电池板表示。使用 PATRAN/NASTRAN 进行有限元法 (FEM) 分析，以获得模型所需的自然模式和频率，并评估刚性和柔性部分之间的耦合矩阵。论文的第二部分是关于控制策略。两种不同的控制器用于机械手的运动和主体姿态控制。机械臂采用简单的比例-积分-微分 (PID) 控制器，目的是实现所需的关节角度位置，以便捕获碎片/目标。对于姿态控制，采用具有线性二次调节器 (LQR) 的主动抗扰控制 (ADRC) 作为控制律，以便获得快速稳定的响应，并消除作用于系统的所有内部和外部扰动。仿真环境中的令人满意的结果证明了 ADRC 执行姿态控制的能力，
国际法对军事行动的限制
几十年来，太空和太空系统的军事用途 4 一直是当代战争不可分割的一部分。例如，武装部队依靠卫星导航系统实现精确导航和瞄准，依靠卫星实现全球通信（包括指挥和控制），依靠天基监测系统提前发出导弹袭击、监视和侦察的警告。随着太空系统在军事行动中的作用不断增加，这些系统在武装冲突中成为目标的可能性也在增加，无论是地面部分、太空部分还是两者之间的任何连接。对太空系统的潜在威胁包括电子战、网络作战、定向能攻击以及使用轨道和地面反卫星武器。必须强调的是，国家使用武力的任何行为——无论是通过动能还是非动能手段，使用太空和/或地面武器系统——都受《联合国宪章》和习惯国际法相关规则的约束，特别是禁止威胁或使用武力的规定。国际争端必须以和平方式解决，无论是在外层空间还是在所有其他领域。武装冲突期间在外层空间或与外层空间有关的军事行动 5 可能会对地球上的平民产生重大影响，因为空间系统所实现的技术渗透到了平民生活的方方面面，因此对空间系统的攻击可能造成的后果成为人道主义关切的问题。 6 例如，医疗保健、交通、通信、能源和贸易所需的民用基础设施越来越依赖于空间系统。空间物体——特别是气象、通信、导航和地球观测/成像卫星——也为人道主义工作的每个阶段做出贡献，从需求评估到紧急救援，从早期恢复到灾难和冲突风险降低。然而，许多这些民用卫星或其部分有效载荷也可能为武装部队服务，因此具有双重用途性质，这可能使它们成为军事目标。 7 另一个日益令人担忧的问题是空间垃圾。鉴于其飞行速度、位置和持续时间，碎片有可能损坏支持地球上安全关键的民用活动和基本民用服务的其他空间物体。
金属材料及其在航空航天和先进技术中的应用
• 卫星观测对于监测地球生态健康至关重要，但它们需要进行太空发射，而这引发了使用固体推进剂排放温室气体和有毒气体的悖论 [1、2]。太空活动还会产生空间垃圾，这些垃圾越来越被认为是低地球轨道活动的祸害 [3]。限制微碎片的产生和设计能够承受其动态相互作用的航天器结构 [4-6] 已成为航天工业面临的新挑战。航天飞机发射仍然主要使用碳基推进剂。预计在不久的将来会出现更环保的发射方法；液氢可能会创造新的前景 [7]。 • 能源生产仍然是我们技术世界的一个关键问题，而到 2050 年需要将温室气体排放量与 1990 年相比减少近 90% 也限制了能源生产。可再生能源是有助于实现成本、环境、安全和就业机会四重困境的可能方法之一 [8]。然而，能量收集很大程度上依赖于风能、太阳能或水能，而这些能源无法在每天甚至整个季节都提供恒定的效率，尤其是在当地需求强劲、能量储存不足的情况下。可再生能源可以通过无碳能源提供，例如氢能[9、10]和核能[11]，同时考虑生命周期评估[12]。•交通运输也在进行重组。这个行业也深陷成本、环境、可靠性和就业机会的四难困境。随着电动汽车的普及，汽车行业与可运输能源紧密相连。液氢作为无碳能源的最新发展也带来了挑战[13]，甚至在飞机推进领域也是如此[14]。•未来的工业将由新材料和创新生产工艺组成，这些材料和工艺必须应对能源和回收限制，同时保持成本效益。如果没有先进技术的参与，这是无法实现的。在新材料中，微结构材料、纳米结构材料、超材料和晶格材料引起了科学界的广泛兴趣。诸如依靠电磁源高脉冲功率 [15] 和脉冲激光源 [16] 的金属成型领域的创新工业工艺正在彻底改变制造业。近年来，增材制造方法 [17] 和加工技术（如电磁和爆炸焊接 [18, 19] 和搅拌焊接 [20]）也取得了进展，从而扩展了成型极限和多材料组装。无论如何，最终产品和新材料的可靠性需要根据机械行为来表征。
热for型（T4D）：效果的初步评估
缓解指南，可以预见到，未来25年可能会发生空间碎片人口的一倍。 此外，从长远来看，灾难性碰撞事件的增加可能导致空间垃圾对象的乘法增加10倍。 很明显，对IADC指南的广泛采用至关重要，特别是对于低地球轨道（LEO），现在空间流量是2000年观察到的水平的10倍。。 对于这个受保护区域，主要缓解措施是终止生命终止的大气再进入（EOL）。 在过去几年中自然符合25年规则的航天器的份额显着增加，但非自然兼容的飞行员的成功EOL操纵百分比仍然很低。 如果仅考虑后者，直到2017年，只有10％到40％的航天器尊重缓解规则。 在过去的几年中，该价值增加到约50％左右，但主要是由于一个星座的解剖以及被驳回不合规轨道的卫星数量少。 如果将这些百分比与所需的最低合规性阈值进行比较（90％[4] [5]），则很明显，遗传后处置（PMD）仍然是一个有问题的话题。 但是，PMD的可靠性不是必须考虑的唯一要求。 重新输入的航天器本质上意味着对人和货物的风险，其可接受性阈值通常在10 000中的1中定义。 观察这种必要性的一种策略是对针对无人居住的地区进行高推断控制的重新进入。缓解指南，可以预见到，未来25年可能会发生空间碎片人口的一倍。此外，从长远来看，灾难性碰撞事件的增加可能导致空间垃圾对象的乘法增加10倍。很明显，对IADC指南的广泛采用至关重要，特别是对于低地球轨道（LEO），现在空间流量是2000年观察到的水平的10倍。对于这个受保护区域，主要缓解措施是终止生命终止的大气再进入（EOL）。在过去几年中自然符合25年规则的航天器的份额显着增加，但非自然兼容的飞行员的成功EOL操纵百分比仍然很低。如果仅考虑后者，直到2017年，只有10％到40％的航天器尊重缓解规则。在过去的几年中，该价值增加到约50％左右，但主要是由于一个星座的解剖以及被驳回不合规轨道的卫星数量少。如果将这些百分比与所需的最低合规性阈值进行比较（90％[4] [5]），则很明显，遗传后处置（PMD）仍然是一个有问题的话题。但是，PMD的可靠性不是必须考虑的唯一要求。重新输入的航天器本质上意味着对人和货物的风险，其可接受性阈值通常在10 000中的1中定义。观察这种必要性的一种策略是对针对无人居住的地区进行高推断控制的重新进入。不幸的是，该解决方案暗示了对任务预算和设计复杂性的重大影响。第二种可能性是限制在重新进入过程结束时到达地面的碎片。这是设计范围（D4D）方法背后的基本原理。d4d是航天器的有意设计，旨在促进其在大气重新进入期间的破坏，以遵守伤亡风险极限，因此可以扩大可以允许不受控制的再进入的航天器的份额。这将允许耗尽明显的燃料并简化具有经济和可靠性优势的航天器设计。几项研究提出并评估了不同的D4D技术[6] [7] [8]。替代了最坚固的材料，例如钛或钢，结构关节弱化以利用早期碎片的优势，使用多孔材料或特定形状来控制热负荷分布，以及网络的利用或nets或Tethers来减少碎片数量。相对较新的策略是将能量材料掺入航天器空隙中，以最大程度地提高可用的热量[9] [10] [11]。热液对此角色特别有趣[12]。最后一项技术是本文的重点。此方法在此定义为热心（T4D）。在以下各节中，将详细介绍实验运动的预备研究。在HypershallTechnologieGöttingenGmbH（HTG）领导的ESA-TRP Spadexo项目框架中，涉及Politecnico di Milano，DLR-Cologne，Exvisive Powderive Technologies，AirBus Defacties and Airbus Defense and Space，目前正在研究T4D。热电荷已在DLR L2K弧形风洞中进行了测试，以验证该技术的适用性和有效性。特定的努力致力于预测热点点火及其对样品温度的影响，并确保测试设施的安全性。在第2节中，提出了D4D验证和热矿的背景。在第3节中，报告了样品的几何形状和测试活动中使用的公式。第4节描述了实验设置和用于评估能量电荷效应的可测量性的数值模型。在第5节中，选择了三个测试用例以验证计算工具。最后，第6节介绍了项目的结论和下一步。
空间污染
学生，新闻学 摘要 数以千计的人造碎片，即所谓的太空垃圾，以几公里的速度绕着地球旋转。尽管这些粒子中的绝大多数是中国、俄罗斯和美国的错，但它们仍然对地球轨道上的任何物体构成威胁。航天器已经变得极易受到垃圾的攻击，这可能会阻止它们在未来实现其计划的轨道。一些碎片太大，无法保护卫星，但又太小而无法检测到。为应对全球轨道碎片增长问题，人们已经采取了更多措施。特别是，普遍认可的碎片最小化标准禁止向地球轨道添加新的粒子。此外，轨道垃圾科学家一致认为，缓解措施不足以限制轨道上的碎片数量。为了确保即将执行的任务的安全，还需要开发和执行主动清除地球轨道垃圾的系统。考虑到太空垃圾的原因和起源、结构和影响以及实施计划，可以保护高空大气生态免受轨道碎片的影响。此外，由于 50 多年来用于调查、观察和防御的太空旅行，上层轨道上方的区域被轨道垃圾严重污染。九年来导弹发射的总数为这已成为将卫星置于正确轨道以及确保其在任务期间安全的问题。太空垃圾，也称为轨道碎片，包括火箭喷嘴弹、绝缘覆盖物和被毁航天器的碎片。根据任务的不同，这些卫星被放置在不同的轨道上。它们主要发射到 LEO（低地球轨道），即以地球为中心的直径为公里的轨道。其他卫星被放置在 300 万公里高空的高地球轨道上，有些甚至被放置在 GEO（地球静止轨道）上。自太空时代开始以来，大约有 7000 艘航天器被发射，将有效载荷运送到以每秒几公里的速度旋转的一系列地球轨道上。此外，LEO 拥有这些货物的一半以上。它们的尺寸估计在几毫米到几米之间，其中欧洲的 Envisat 是最大的。需要积极清除空间垃圾，因为风险正在迅速上升，是所有航天国家的主要担忧。相距仅一毫米且高速移动的碎片也对正在进行和即将进行的太空任务构成重大威胁。因此，这项研究的作者研究了太空垃圾带来的危险以及科学家和太空组织建议的一些清除方法。简介 太空：一个值得探索的秘密地方。全新、干净、未受破坏。但它有多完整？您向太空发送了多少颗卫星和探测器？我们在那里留下了多少东西？第一个记录在案的太空人造物体实际上不是众所周知的 Sputnik 1，而是将卫星送入轨道的火箭机身。自太空探索初期以来，太空垃圾就一直存在。有
人工智能与空间安全：碰撞风险评估
如今，太空环境正在经历一场彻底的变革，影响到技术、太空使用、任务概念和操作。电力推进一旦被证明其可靠性和能力，在过去十年中已开始用于商业和科学卫星，无论是低地球轨道 (LEO) 还是地球静止轨道 (GEO)，而且其使用量预计还会增长。20 世纪 90 年代末的技术改进导致空间部件小型化，最终使卫星尺寸得以缩小。自 2003 年第一颗立方体卫星发射以来，大学或商业用途对此类小型卫星的使用不断增加，对未来太空环境演变的分析表明，这种增长将在未来十年保持下去。随着小型卫星数量的增加，预计每年的发射率也会更高，新的国家和私人参与者也会加入进来。在这些新参与者中，由于其对轨道环境的影响，可能最相关的将是集群和星座任务。巨型卫星群与小型卫星群一起，将代表未来十年低地球轨道系统最深刻的变化。多个巨型卫星群已在规划中，每个卫星群由数千颗卫星组成，其中一些已开始部署阶段。预计未来几年，在轨卫星数量将增加数倍。考虑到目前的数量略低于 2,000 颗，这一数字将同时增加到数万颗在轨运行的卫星（Hugh 等人，2017 年）。除此之外，地球轨道上最常见的元素是空间碎片物体。空间碎片是指除运行卫星之外的所有人造太空物体以及被地球引力捕获的微流星体。它包括上级火箭体、仍在轨道上的非运行卫星、任务遗留物体以及因碎裂或碰撞而产生的旧卫星碎片。自 1958 年航天时代开始以来，空间垃圾物体的数量不断增长，目前轨道上大于 10 厘米的物体有 34,000 多个，1 厘米至 10 厘米之间的物体有 900,000 多个，更小的物体有数百万个（ESA 报告 2019）。预计这些数字在未来几年还会增加，这不仅与太空交通的增加有关，也与当前跟踪技术的改进有关。新的基础设施预计将在未来十年开始运行，以探测迄今为止无法跟踪的较小物体。虽然编目物体的增加并不意味着实际物体数量的增加，因为它们已经在轨道上，但这将增加卫星运营商遇到的会合警报数量（Haimerl 和 Fonder 2015）。