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超高速发射器卫星结构轨道碎片特性
高质量的复合材料在太空应用中已经使用了几十年，主要用于载人航天器、卫星结构和航天运载火箭。它们在运载火箭中有着广泛的应用，例如固体火箭发动机和燃料和气体压力容器。许多复合材料用作重返大气层的车辆的热保护系统。碳纤维复合材料通常用于卫星结构及其有效载荷系统。1 卫星的总线结构由铝蜂窝芯和复合材料蒙皮制成。其他需要尺寸稳定性的结构由增强复合材料制成。图 1 描述了复合材料在先进空间结构中的应用示例，以及如何确定它们在受到超高速碎片影响时的性能。这些复合材料有助于在太空极端温度下保持极端尺寸稳定性。2 对更大复合结构的需求促使开发高质量的复合结构，这些结构可以用更少的接头制造这些组件，从而增加使用复合结构的好处。3
MOVE-III：用于探测低地球轨道亚毫米级空间碎片和流星体的立方体卫星
慕尼黑轨道验证实验 (MOVE) 是一个立方体卫星学生项目，由慕尼黑工业大学火箭和太空飞行科学工作组负责。MOVE-III 是正在开发的第四颗立方体卫星，也是 MOVE 项目的第一个 6U 任务，将在轨道上搭载专门的科学有效载荷。该任务旨在获取低地球轨道亚毫米空间碎片和流星体的现场观测数据，目的是汇编一套通量数据集，以及物体质量和速度测量数据，可用于验证空间碎片模型的小物体估计值，并支持与空间环境特性相关的进一步研究。MOVE-III 立方体卫星采用 MOVE-BEYOND 平台，计划搭载三个碎片密度检索和分析 (DEDRA) 等离子体电离传感器。初步设计评审已于 2022 年初完成，下一个里程碑是关键设计评审，计划于 2023 年完成。本文阐述了任务的科学目标和预期的数据产品，概述了探测器的工作原理，并介绍了整个系统架构、平台配置和子系统交互。此外，还讨论了任务碎片减缓方面的考虑因素。
空间碎片作为空间领域意识的背景
• 空间态势感知（SSA）是“对空间环境的理解、知识、特性描述和持续感知：人造空间物体，包括航天器、火箭体、任务相关物体和碎片；小行星（包括近地天体或 NEO）、彗星和流星体等自然物体，空间天气的影响，包括太阳活动和辐射 [3]；以及由于意外或故意重返大气层、在轨爆炸和释放事件、在轨碰撞、射频干扰以及可能扰乱任务和服务的事件而对太空、地面和空域的人员和财产造成的潜在风险。
主动清除碎片和在轨维护 Heike Frei 博士......
• 没有支持会合导航的反射器/LED/标记 • 没有专用的对接端口/捕获环等。 • 无法与物体通信 • 关于目标的信息很少（没有详细的几何模型） • 最终损坏的物体（损坏的卫星、碎片） • 在低地球轨道 (LEO) 中：服务人员和地面之间没有永久联系 需要机载自主权！ • 在地球同步轨道 (GEO) 中：地面和太空之间有几秒钟的时间延迟
空间碎片、空间物体安全研究...
一般情况下，LEO 物体的观测主要通过雷达系统进行，但 JAXA 一直致力于开发光学系统，以降低建设和运营成本。开发了一种用于 LEO 观测的大型 CMOS 传感器（图 2）。使用基于 FPGA 的图像处理技术分析来自 CMOS 传感器的数据可以帮助我们探测 10 厘米或更小的 LEO 物体。为了增加对 LEO 和 GEO 物体的观测机会，除了日本的入笠山天文台外，还在澳大利亚建立了一个远程观测站（图 3）。一台 25 厘米望远镜和四台 18 厘米望远镜可用于各种目的。另一个远程观测站将在澳大利亚西部建立，这将使我们能够使用来自澳大利亚两个站点的数据对 LEO 物体进行精确的轨道测定和高度估计。
地球静止轨道 (GEO) 中的空间碎片生成
这项工作的目的是评估航天器材料在使用寿命结束后会发生什么。本文介绍了航天器外部材料和空间环境的影响。本文是对航天器材料退化和地球静止轨道 (GEO) 空间碎片形成的持续研究的结果。在本文中，结合同时进行的紫外线、粒子辐射和热循环，将 20 年的 GEO 剂量分布应用于一组外部航天器材料。这些材料包括 MLI 组件、Velcros 固定和航天器涂装。对这些暴露在模拟空间环境中的外部航天器材料的评估证实了 MLI、Velcros 固定和涂装的退化、分层机制和颗粒污染的临界性。空间辐射（粒子、紫外线）和热循环的协同作用使材料老化并产生机械应力，导致脆性表面、裂缝和分层的产生。这些现象对暴露的表面造成严重损坏，改变表面的热光特性，并可能导致空间碎片的产生。具体来说，实验结果显示了内部 MLI 层的分层和 Velcros 的严重退化。
STRATHcube：使用在轨无源双基地雷达探测空间碎片的立方体卫星的设计
摘要 在拥挤的低地球轨道 (LEO) 区域，对空间碎片的检测、跟踪和分类需求日益增加。检测碎片的一种方法可能是使用基于空间的无源双基地雷达 (PBR)。STRATHcube 项目提议将立方体卫星发射到 LEO 作为 PBR 技术演示器，在那里将测试斯特拉斯克莱德大学开发的用于检测空间碎片的信号处理算法。该概念涉及在低空轨道上运行的立方体卫星上的雷达接收器和天线，以检测在高空轨道上运行的运行卫星发射的无线电信号。这些信号可能已被在运行卫星和立方体卫星之间运行的物体修改，因此表明存在碎片。本文将介绍将 PBR 技术集成到立方体卫星上作为 STRATHcube 任务的有效载荷，并讨论由于小型平台的限制而面临的挑战。研究了使用定制的 3D 天线和现成的贴片天线作为有效载荷的设计选项。完成了每个选项的高级设计，以评估它们对可跟踪碎片大小的能力并确定其质量和功率参数。在系统层面进行了广泛的权衡分析，以缩小立方体卫星平台上 PBR 有效载荷的选项范围后，确定贴片天线选项是促进立方体卫星上实验的最佳方式，因为它体积小、质量大。STRATHcube 任务的完整设计将使 PBR 技术在轨演示成为可能，如果成功，将为太空界提供一种比传统地面跟踪更便宜、更方便的替代方案。这种方法将向业界证明，业界可以使用这种方法在未来更大规模地实施。