ADR – 主动碎片清除 ASAT – 反卫星武器 COMSATCOM – 商业卫星通信 COTS – 商用现货 DARPA – 国防高级研究计划局 DoD – 国防部 DoS – 国务院 DSS – 国防太空战略 FAA – 联邦航空管理局 FCC – 联邦通信委员会 GEO – 地球同步轨道 GPS – 全球定位系统 GSD – 地面采样距离 HEO – 高椭圆轨道 IADC – 机构间空间碎片协调委员会 ICBM – 洲际弹道导弹 IoT – 物联网 ISR – 情报、监视和侦察 ITU – 国际电信联盟 LEO – 低地球轨道 MEO – 中地球轨道 NASA – 美国国家航空航天局 NATO – 北大西洋公约组织 NDSA – 国防空间架构 NOAA – 国家海洋和大气管理局 NPRM – 拟议规则制定通知 NSSS – 国家安全太空战略 ODMSP – 轨道碎片缓解标准实践 OST – 外层空间条约 PNT – 定位、导航和授时 RPO – 会合和近距操作 SATCOM – 卫星通信 SBIR – 天基红外监视 SDA – 空间发展局 SSA – 空间态势感知 SSN – 空间监视网络 STM – 空间交通管理 UNCOPUOS – 联合国和平利用外层空间委员会 UTC – 世界协调时 WMD – 大规模杀伤性武器
AAIB 航空事故调查处 ADELT 自动部署紧急定位应答器 AFDS 自动漂浮部署系统 AIL 适航信息传单 ANO 空中导航命令 AOC 航空运营商证书 AOGBO 英国境外申请命令 BCAR 英国民航适航要求 BHAB 英国直升机咨询委员会 BROA 英国钻机所有者协会 BMT 英国海事技术 CAA 民航局 CAP 民航出版物 DOT 交通部 DRA 国防研究局 FAA 联邦航空管理局 FRC 快速救援艇 HARP 直升机适航审查小组 HMLC 直升机管理联络委员会(见注释*) HSC 健康与安全委员会 HSE 健康与安全执行局 HSMRC 直升机安全研究管理委员会(见注释*) HSSG 直升机安全指导小组(见注释*) HSW 工作健康与安全 HUZUP 头罩 - 拉链 IADC 国际钻井承包商协会 IAL 国际航空广播有限公司 ICAO 国际民用航空组织 IFE 机上娱乐 JAA 联合航空当局 JAR 联合航空要求 LSJ 救生衣 NATS 国家空中交通服务 OHOSG 海上直升机甲板运营指导小组(见注释*) OPITO 海上石油工业培训组织 PA 公共广播 RAF IAM 皇家空军航空医学研究所 RGIT 罗伯特戈登理工学院 RHOSS 海上直升机评估
AI 人工智能 CASTR 奇尔博尔顿先进卫星跟踪雷达 CNI 关键国家基础设施 COATS 奇尔博尔顿光学先进跟踪系统 COLA 发射碰撞评估 CSpO 联合空间作战计划 DSS 英国国防空间战略 EGNOS 欧洲地球静止导航覆盖服务 EoL 寿命终止 ESA 欧洲航天局 ESG 环境、社会和治理 EUSST 欧洲空间监视和跟踪 GEO 地球静止轨道 GNOSIS 全球空间可持续发展网络 GNSS 全球导航卫星系统 IADC 机构间空间碎片协调委员会 ICAO 国际民用航空组织 ICT 信息通信技术 IOSM 在轨服务和制造 ISR 情报、监视和侦察 LEO 低地球轨道 MEO 中地球轨道 MOSWOC 气象局空间气象作业中心 MoD 英国国防部 NSpOC 国家空间作业中心 NSS 英国国家空间战略 PIMS 被动成像公制传感器 PNT 定位、导航和授时 ROI 回报率投资 SDA 空间领域感知 SLR 卫星激光测距 SSA 空间态势感知 SST 空间监视与跟踪 STEM 科学、技术、工程和数学 STFC 科学与技术设施委员会 STM 空间交通管理 UHF 超高频 UKRI 英国研究与创新 US SSN 美国空间监视网络
这些航天器的衰减速度取决于几个因素。特别是,轨道分配和弹道系数对遵守法规的能力起着根本性的作用。对轨道碎片积累的估计表明,直径为 1 – 10 厘米的颗粒超过 900,000 个,直径 >10 厘米的碎片超过 34,000 个,在地球静止赤道和低地球轨道高度之间的轨道上运行 (2)。在已进入轨道的 11,370 颗卫星中,60% 仍在轨道上,只有 35% 仍在运行。截至 2021 年 4 月,估计所有在轨空间碎片的总质量为 9,300 公吨 (2)。图 13.1 表示了地球周围的碎片。NASA 轨道碎片计划以及机构间空间碎片协调委员会 (IADC) 的目标是限制空间碎片的产生。他们要求所有航天器必须在规定时间内脱离轨道或进入墓地轨道安全储存 (3)。小型航天器任务通常停留在低地球轨道,因为这是一个更容易进入且成本更低的轨道。通过几家商业发射提供商,有很多共乘机会进入低地球轨道。靠近地球可以放宽航天器质量、功率和推进限制。此外,对于低于 1000 公里的高度,低地球轨道的辐射环境相对温和。在国际空间站 (ISS) 高度(400 公里)或附近发射的小型航天器会在 25 年内自然衰变。然而,在 800 公里以上的轨道高度,由于大气密度的不确定性和弹道系数的差异,无法保证小型航天器会在 25 年内自然衰变,如图 13.2 所示。
发射成本的降低和卫星体积的减小、价格的降低使得各国和私营企业能够更轻松地将航天器发射到低地球轨道 (LEO),这不仅催生了新太空经济,也加剧了太空垃圾问题。应对这些垃圾带来的问题充满了法律、技术和合作方面的挑战。首先,国际上尚未就“太空垃圾”达成一致定义,而根据 20 世纪 60 年代和 70 年代批准的联合国条约和原则,现行太空法并未明确提及此类垃圾。此外,欧洲航天局 (ESA) 和美国国家航空航天局 (NASA) 的模型显示,即使今天停止所有发射,由于凯斯勒综合征的出现,垃圾物体的数量仍将继续增加,即碎片碰撞产生的碎片比衰变的碎片速度更快。这表明,除了联合国和机构间空间碎片协调委员会(IADC)《空间碎片缓解指南》中概述的缓解措施外,主动清除碎片(ADR)任务对于清理空间碎片环境也已成为必要。然而,参与和执行 ADR 任务的成本过高,各国无法单方面采取行动。对国家间 ADR 合作的博弈论分析表明,与提供许多全球公共产品的情况一样,各国倾向于搭便车,而不会积极为清除任务做出贡献。因此,各国越来越依赖私营企业为碎片问题提供地球和天基解决方案。虽然应对空间碎片问题似乎十分严峻,但欧盟通过欧空局取得了积极进展,为根据地球轨道带的可持续性制定负责任的太空行为规范铺平了道路。加拿大和其他航天国家还有许多潜在的政策选择,可以进一步促进合作以及深思熟虑的发射和脱轨行为。事实上,加拿大有机会从欧盟在太空领域应对太空垃圾问题的行动中学习,并与欧盟建立联盟,确保负责任地管理这一脆弱的环境。
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。
斯洛文尼亚国家空间活动法已于 2022 年 3 月 16 日由议会通过。该法案规定了颁发空间活动许可证的条件和程序,并管理发射的空间物体的登记、运营商的义务、对空间物体造成的任何损害的责任以及对该法案实施的监督。无需改变任何立法。《电信法》第 25 条规定了无线电频谱政策的战略规划和协调,第 26 条规定,无线电频段分配计划应根据管理无线电频谱并适用于斯洛文尼亚共和国的国际法制定。瑞典 2020 年 4 月,瑞典政府启动了一项正式调查,以审查有关太空活动的现行立法,并于 2021 年 11 月向政府提交了报告。瑞典政府进行正式调查的目的是实现符合国际法规和国家安全需求的长期可持续太空活动监管,同时为公司、大学和学院以及太空领域的当局创造可预见性和良好条件。该报告于 2022 年春季提交给相关政府机构和其他相关利益相关者。转介声明目前正在政府办公室内处理。荷兰 荷兰是五项联合国空间条约的缔约国。2006 年,荷兰修改了《空间活动法》(该法),该法于 2008 年 1 月生效。该法将“空间活动”定义为“在外层空间发射、飞行操作或制导空间物体”,适用于“在荷兰境内或从荷兰境内或在荷兰船舶或荷兰飞机上或从荷兰船舶或飞机上”进行的私人空间活动。该法不适用于荷兰公民在国外开展的活动,也不适用于政府负责开展的空间活动。2015 年 1 月 19 日的《非制导卫星法令》扩大了该法的范围,包括通过通信链路控制来自荷兰的外层空间非制导空间物体。负责实施该法案的无线电通信局委托对 LTS 指南进行分析,从而对每项指南给出指示,说明该指南是否已在该法案和次级法规中涵盖,如果没有,是否应实施以及如何实施。这项研究的结果将于 2022 年底交付,并将为该法案的预期修订过程提供输入,该过程最早可能于 2023 年下半年开始。作为外空委成员国,荷兰完全遵守委员会的空间碎片减缓指南、IADC 空间碎片减缓指南、国际电联建议 ITU-R S.1003、欧洲空间碎片减缓行为准则和 ISO 标准。荷兰支持欧空局和欧盟的倡议。