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World File Search System碎片环境
IG-20-022
在低地球轨道（LEO）中存在数百万块轨道碎片，至少是垒球或更大的大小，可能会破坏卫星在撞击时；超过500,000大理石的大小足够大，可以损坏航天器或卫星；超过1亿颗盐的大小，可以穿刺太空服。此外，轨道碎片的日益增长会威胁到日常生活中使用的重要空间应用的损失，例如天气预报，电信和依赖稳定空间环境的全球定位系统。在NASA，由安全和任务保证办公室资助的轨道碎片计划办公室（ODPO）占据了国家和国际负责人的碎片环境测量以及制定采取缓解措施的技术共识。在NASA，由安全和任务保证办公室资助的轨道碎片计划办公室（ODPO）占据了国家和国际负责人的碎片环境测量以及制定采取缓解措施的技术共识。
美国宇航局的太空可持续发展战略
美国宇航局有多个负责太空可持续性的组织。任务理事会执行航天任务并开发相关技术。总工程师办公室和安全与任务保障办公室是技术主管部门，制定与碎片减缓相关的政策。会合评估风险分析计划办公室和多任务自动深空会合评估流程致力于防止美国宇航局的无人航天器与被跟踪的太空物体相撞。约翰逊航天中心飞行运营理事会的轨迹运营官致力于防止美国宇航局的载人航天器与被跟踪的太空物体相撞。轨道碎片计划办公室描述轨道碎片环境并支持碎片减缓。技术、政策和战略办公室进行分析，为太空可持续性的政策和技术投资决策提供信息。发射服务办公室采购运载火箭并评估其相关的轨道碎片风险。此外，发射服务办公室还负责协调 NASA 对联邦航空管理局、国家海洋和大气管理局、联邦通信委员会和国家电信和信息管理局颁发的所有轨道级联邦许可的审查和建议。总法律顾问办公室提供法律建议。国际和机构间关系办公室负责协调国际和机构间伙伴关系、白宫政策制定和联合国活动。
在轨卫星碎片史，第 16 版
自第 15 版（信息截止日期为 2018 年 7 月 4 日，发布于 2018 年 11 月）以来，已（新发现或已发现）发现 26 起在轨解体和 9 起异常事件，历史共发生 268 起碎裂和 87 起异常事件。这些活动加上发射活动，导致自 2018 年 7 月 4 日起编目的空间物体数量增加了约 21%，其中包括在轨物体和衰变物体，或在轨物体增加了 34%。2009 年 2 月 10 日，两艘完整的航天器铱 33 号和宇宙 2251 号首次意外碰撞，以及 2007 年 1 月 11 日（FY-1C）航天器的故意毁坏，继续对在轨碎片环境产生重大影响。截至撰写本文时，对这三个碎片云的编目仍在继续，直到雷达截面 (RCS) 达到极限。由于最近发生的两次故意碰撞，即 2019 年 3 月 27 日的印度 Microsat-R 反卫星 (ASAT) 试验事件和 2021 年 11 月 15 日的俄罗斯 Cosmos 1408 ASAT 试验，以及持续发生的有效载荷和上级碎片，已编入目录的碎片有所增加。当前作者承认本文前几版作者的重大贡献。此外，美国太空部队和第 18 太空防御中队人员的协助对本工作至关重要。作者将本版献给尼古拉斯·约翰逊先生，他是前几版的主要作者，前 ODPO 首席科学家、同事、导师和朋友。
课程
课程概述 MSc 课程包含 90 ECTS 学分。学生必须完成 8 个核心模块和 4 个选修模块以及一个实习模块。如果核心模块或选修模块与学生之前的学习有很大重叠，则可以不选择。核心模块如下所示。选修模块可以从 UCD 中的任何现有模块中选择，但需与课程主任协商。 核心模块 空间环境（PHYC 40660，5 ECTS，第 1 学期） 模块描述 向学生提供空间环境的概述，分为以下五个部分：真空环境（地球场、太阳-行星连接）；中性环境（大气物理学）；等离子体环境（电离层、磁层、地磁风暴）；辐射环境（捕获辐射带、太阳质子事件、银河宇宙射线）；和微流星体/轨道碎片环境（经验模型）。还讨论了与航天器设计相关的其他问题，例如不同卫星轨道的显著特征及其在一系列太空应用（例如地球观测、通信、导航、行星科学、天体物理学和宇宙学）中的用途。主要航天国家现有和计划中的运载火箭的能力、火箭推进的基本原理、振动控制和航天器平台也得到了发展。学习成果完成本课程后，学生应能够：• 比较和对比地球和太空环境；• 确定太空环境对卫星的主要影响；• 为特定的太空应用构建合适的轨道；• 解决相关领域的定量问题；• 将基本物理原理应用于火箭推进和运载火箭的选择• 确定火箭发动机设计和开发的基础• 量化火箭发动机的关键性能参数
脆弱的前沿：应对低地球轨道的太空垃圾问题和
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。
美国宇航局太阳物理部门的 OD-SSA 活动
1. 美国国家背景和太阳物理部门的职责 在过去几年中，美国白宫科技政策办公室一直在制定美国国家轨道碎片战略，该战略已编入《国家轨道碎片实施计划》，于 2022 年 7 月发布。该计划涵盖三个领域：1. 碎片减缓 2. 碎片的跟踪和表征 3. 碎片的修复 虽然 NASA 已经确定了涵盖所有这三个领域的职责，但“碎片的跟踪和表征”下的几个项目现在属于 NASA 科学任务理事会太阳物理部门的职权范围。在广泛的组织层面，NASA 已将小型轨道碎片问题确定为机构风险，并分为三个单独的风险： - 空间可持续性：轨道碎片风险 - 空间可持续性：干扰 NASA 运营风险 - 空间可持续性：空间交通管理风险 为了解决和帮助减轻这些风险，NASA 的科学任务理事会 (SMD) 指示太阳物理部 (HPD)： • 开发和部署空间仪器及其他调查，以更好地限制 500 至 1000 公里高度范围内的微碎片环境； • 开发和部署空间仪器及其他调查，以便更好地预测导致轨道碎片在地球大气层中损失的自然过程；以及 • 努力将这些测量结果整合到 NASA 开展的轨道碎片活动中，特别是 NASA 约翰逊基地的轨道碎片项目办公室，并改进空间天气预报。 HPD 已与 NASA 的轨道碎片计划办公室 (ODPO) 合作，帮助解决对小型 (<3 厘米) 轨道碎片群体了解不足的问题。ODPO 是 NASA 轨道碎片工程模型 (ORDEM 3.2) 的管理者，小型 OD 群体的特征最不明显，导致模型中的不确定性最大，是航天器设计中的一个重要成本驱动因素。我们对这些致命不可追踪 (LNT) 物体的缺乏了解，目前对 NASA 在低地球轨道 (LEO) 的运行任务构成了最大威胁，当然也扩展到所有在 LEO 上活动的航天器。如果不了解环境 (SSA)，就无法完全了解 OD，如果不描述碎片群体及其影响，就无法完全了解运行环境 (SSA)。所有这些最好通过利用 HPD 的相关专业知识来完成。小型自然和人造空间物体（轨道碎片 [OD}、微陨石、尘埃）与传统空间天气一起被视为构成空间工作环境 (SWE)，并且是 HPD 空间天气计划的一部分。