自 1957 年首次轨道发射以来,地球轨道上的人造物体数量一直在增长。近距离接近和碰撞风险相应增加,从而导致活跃空间物体受到碰撞 [ 1, 2 ],这可能导致关键空间服务中断 [ 3 ]。轨道碎片数量建模表明碰撞风险可能进一步增加 [ 4, 5, 6, 7, 8 ];其中一些研究表明,即使在没有新的太空交通的情况下,轨道碎片缓解措施也可能不足,可能需要采取碎片清除补救措施。因此,需要采取缓解措施,以尽量减少轨道碎片,并在未来保证安全进入太空。航天工业利益相关者意识到了这些挑战,并已取得解决这些挑战的关键里程碑。2002 年,机构间空间碎片协调委员会 (IADC) 制定了一套国际空间碎片减缓指南 [ 9 ],旨在通过通常与航天器设计和运行相关的措施,在短期内限制环境中碎片的产生,并通过将任务结束后在低地球轨道 (LEO) 区域停留的时间限制在 25 年内,限制碎片数量的长期增长。IADC 于 2007 年更新了这些空间碎片减缓指南,分别为修订版 1 [ 10 ]、2020 年(修订版 2)(未找到在线内容)和 2021 年(修订版 3)[ 11 ]。IADC 还就与计划中的大型 LEO 星座相关的问题和担忧发表了一份声明 [ 12 ]。联合国和平利用外层空间委员会 (COPUOS) 在很大程度上借鉴了 IADC 最初的一套轨道碎片减缓指南,制定了自己的一套简化的共识空间碎片减缓指南 [ 13 ]。联合国大会在其第 62/217 号决议中批准了这些准则。国际标准化组织 (ISO) 制定了解决空间碎片减缓问题的国际标准。ISO 的顶级空间碎片减缓标准是 ISO-24113,“空间系统 - 空间碎片减缓” [ 14 ]。该标准及其衍生标准包括 [15、16、17、18、19],融合了 IADC 和联合国指南以及商业最佳实践和预期行为规范。空间数据系统咨询委员会 (CCSDS) 由世界各主要航天机构组成,负责制定航天通信和数据系统标准。一些航天国家已经为本国的航天运营商建立了许可制度或国家监管框架。CCSDS 致力于通过制定、发布和免费分发国际标准 [ 20 ],增强政府和商业的互操作性和交叉支持,同时降低风险、开发时间和项目成本。CCSDS 用于交换轨道、姿态、会合、再入和事件数据的国际标准与交换空间数据以促进飞行安全特别相关。一般而言,此类国家法规反映了联合国、IADC 和/或 ISO-24113 的结合,它们通常指常见的缓解措施 [ 21 ]。在上述情况下,我们并没有设想通过更多的立方体卫星和其他小型卫星以及新的大型卫星星座来增加我们的太空人口的计划
不受控制的火箭再入造成的不必要风险 Michael Byers 加拿大不列颠哥伦比亚大学政治学系,温哥华,不列颠哥伦比亚省 Ewan Wright 1 加拿大不列颠哥伦比亚大学跨学科研究研究生课程,温哥华,不列颠哥伦比亚省 Aaron Boley 加拿大不列颠哥伦比亚大学物理与天文学系,温哥华,不列颠哥伦比亚省 Cameron Byers 加拿大维多利亚大学工程学士课程 1. 摘要 2020 年,超过 60% 的低地球轨道发射导致一个或多个火箭体被遗弃在轨道上,并最终以不受控制的方式返回地球。在这种情况下,它们 20% 到 40% 的质量会在重返大气层的热量中幸存下来。许多幸存的碎片非常重,足以对陆地、海上和飞机上的人们构成严重风险。对于重返太空物体的可接受风险水平,国际上尚无共识。这有时是一个争论点,例如 2021 年 5 月,重达 20 吨的长征 5B 火箭核心级失控再入。包括美国、法国和欧空局在内的一些监管机构已经对重返大气层的太空物体设定了 1/10,000 的可接受伤亡风险(即对人类生命的统计威胁)阈值。我们认为,这一阈值忽略了火箭发射次数迅速增加的累积效应。它也无法解决低风险、高后果的结果,例如火箭级撞上人口稠密的城市或大型客机。在后一种情况下,即使是一小块碎片也可能造成数百人伤亡。除此之外,当遵守成本被认为过高时,这一门槛经常被忽视或放弃。我们分析了 1992 年至 2021 年重返大气层的火箭体,并模拟了相关的累积伤亡预期。然后,我们将这一趋势推断到不久的将来(2022 - 2032 年),模拟不受控制的火箭体再入对全球人口的潜在风险。我们还分析了目前在轨并预计很快将脱离轨道的火箭体数量,发现风险分布明显偏向赤道附近的纬度。这意味着主要航天国家给全球南方国家带来了不成比例的伤亡风险负担。现代火箭拥有可重新点燃的发动机,允许受控再入偏远的海洋区域。这与更新的任务设计相结合,将消除大多数不受控制的再入的需要。一些额外的成本将落在发射提供商身上,包括再入机动的额外燃料。政府任务应该能够吸收这些额外成本,但它们可能会影响商业发射提供商的竞争力。全球南方国家,不受控制的火箭弹体给这些国家的人民带来了不成比例的风险,因此,应该要求主要航天国家通过强制控制火箭再入来创造公平的竞争环境。这一解决方案必须由多边协调,必须对不遵守规定的行为产生有意义的后果,同时为那些无法立即参与或负担得起控制再入的人留有余地。1 通讯作者:etwright@student.ubc.ca
自1957年第一次轨道发射以来,地球轨道中的人造物体数量一直在增长。碰撞[1,2]对活动空间对象的近距离方法和碰撞风险的相应增加可能导致关键空间服务的中断[3]。轨道碎片群体建模表明有可能进一步增加碰撞风险[4,5,6,7,8];其中一些研究表明,即使没有新的空间交通,轨道碎屑缓解措施也可能不足,也可能需要清除碎屑修复。因此,需要采取缓解措施来最大程度地减少轨道碎屑并在将来保留安全的空间。太空行业的利益相关者意识到这些挑战,并取得了关键的里程碑来解决这些挑战。In 2002, the Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC) assembled a set of guidelines for international space debris mitigation [ 9 ], aimed at limiting the generation of debris in the environment in the short-term – through measures typically related to spacecraft design and operation – and the growth of the debris population over the longer-term, by limiting time spent in the low Earth orbit (LEO) region after the end任务至25年。IADC在2007年更新了这些空间碎片减轻指南,为修订1 [10],2020年(修订版2)(未找到在线存在)和2021(修订版3)[11]。IADC还发表了有关与计划的大型LEO星座相关的问题和关注的声明[12]。联合国大会在其第62/217号决议中认可了这些准则。联合国(联合国)和平使用外太空委员会(COPUOS),主要借鉴了IADC初始的轨道碎屑缓解指南,开发了其自身减少的一组共识碎片碎片碎屑指南[13]。国际标准化组织(ISO)制定了解决缓解空间碎片的国际标准。ISO的顶级空间碎片缓解标准是ISO-24113,“太空系统 - 缓解空间碎片” [14]。 该标准及其衍生标准包括[15、16、17、18、19],纳入了IADC和联合国指南以及商业最佳实践和预期的行为规范。 空间数据系统咨询委员会(CCSD)由世界的主要太空机构组成,并为航天飞机制定了通信和数据系统标准。 CCSD旨在通过开发,发布和自由分配国际标准来提高政府和商业互操作性和交叉支持,同时还降低风险,开发时间和项目成本[20]。 CCSDS国际轨道,态度,连接,重新进入和事件数据的交换标准与交换太空数据以促进飞行安全性特别相关。 一些太空国家为其国家的太空运营商建立了许可计划或国家监管框架。 通常,这种国家法规反映了联合国,IADC和/或ISO-24113的结合,通常是指常见的缓解措施[21]。ISO的顶级空间碎片缓解标准是ISO-24113,“太空系统 - 缓解空间碎片” [14]。该标准及其衍生标准包括[15、16、17、18、19],纳入了IADC和联合国指南以及商业最佳实践和预期的行为规范。空间数据系统咨询委员会(CCSD)由世界的主要太空机构组成,并为航天飞机制定了通信和数据系统标准。CCSD旨在通过开发,发布和自由分配国际标准来提高政府和商业互操作性和交叉支持,同时还降低风险,开发时间和项目成本[20]。CCSDS国际轨道,态度,连接,重新进入和事件数据的交换标准与交换太空数据以促进飞行安全性特别相关。一些太空国家为其国家的太空运营商建立了许可计划或国家监管框架。通常,这种国家法规反映了联合国,IADC和/或ISO-24113的结合,通常是指常见的缓解措施[21]。计划在上述 -