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World File Search System碎片碰撞
空间碎片碰撞的风险评估
对空间基础设施及其快速扩张的日益依赖性需要开发和增强空间碎片和破碎研究的工具。准确预测与卫星分裂相关的风险需要全面了解所涉及的动态。为了满足这一需求，本文中采用了广泛使用的NASA标准分手模型（SBM）来预测破裂事件引起的碎片特征。另外，还引入了一种新方法来确定这些片段的方向，这是SBM直接覆盖的。此外，动态气体理论的原理用于计算碎片和预定的卫星种群之间的总体长期碰撞风险。该结果揭示了SBM在准确模拟某些卫星类型的碎片中的局限性。然而，新实施的片段方向性方法与观察到的数据很好地保持一致，这表明其进行了进一步研究的潜力。同样，风险模型与ESA的主人表现出强烈的对应关系，ESA的主体是一种用于评估碎屑碰撞风险的模型，其偏差可能是由于所使用的影响速度模型不同所致。最后，合并了经过验证的碎片和风险模型，并使用合并模型来分析现实世界中的碎片事件。
空间碎片、载有核动力源的空间物体的安全及其与空间碎片碰撞问题的研究
印度在尽可能最大程度上遵守联合国和机构间空间碎片协调委员会 (IADC) 的空间碎片减缓准则，同时努力更好地遵守准则。为遏制空间碎片的增长而采取的措施包括发射前避免碰撞以确定运载火箭的安全升空、对运行中的航天器进行空间物体接近度分析、在需要时执行避免碰撞机动、钝化火箭级、在任务结束后处置卫星和运载火箭上级。2023 年，GSAT-12 重新进入超同步轨道并在退役前钝化，完全符合联合国和 IADC 建议的地球静止轨道物体任务后处置准则。一项极具挑战性的实验成功完成，该实验旨在使 Meghatropiques-1 脱离轨道并确保其在太平洋无人区上空受控重返大气层。印度发射的所有轨道火箭级在任务结束后均钝化。 PSLV-C56 的上级被脱离轨道至 300 公里高度，以将其发射后的轨道寿命限制在不到一个月的范围内。采取了具体举措，以提高新进入太空领域的人的认识，并指导他们实施空间碎片减缓措施。
电动带系绳损伤评估...
太空垃圾已成为太空开发领域的一大问题。具体而言，一种主动清除碎片的方法涉及使用电动系绳系统，该系统利用地磁通量和等离子体电子之间的相互作用。在各种系绳中，带状系绳在碎片清除任务中表现出优异的生存能力。然而，碎片碰撞造成的损伤孔边缘可能会产生应力集中，导致裂纹扩展和系绳断裂。在此，我们提出了一种铝玻璃布带 (ALGC) 系绳，其中应力分布均匀。为了模拟太空垃圾与系绳的碰撞，在 ISAS/JAXA 使用两级轻气枪进行了超高速撞击实验。首先，测量并比较两种类型的系绳（ALGC 系绳和标准铝带系绳）的圆形或椭圆形损伤孔的长度。接下来，根据拉力定义它们的断裂特性。此外，还对铝带系绳进行了碰撞模拟，以便详细了解碎片碰撞。经证实，即使两条系绳的损伤尺寸几乎相等，ALGC 系绳在承受拉力方面也优于铝带系绳。这些多功能 ALGC 系绳克服了铝带系绳的缺点，因此在清除任务期间应具有较高的抗碎片碰撞能力。
国际法能否为积极消除
17 James Mason 等人，《轨道碎片与碎片碰撞避免》1；Mark Garcia，《空间站：太空碎片和载人航天器》（国际空间站 (ISS)，2017 年）https://www.nasa.gov/mission_pages/station/news/orbital_debris.html 于 2020 年 3 月 31 日访问； Melissa Kemper Force，《主动清除太空垃圾：当同意不是一种选择时》（2016 年）29 《航空航天律师》1。18 O’Flaherty，俄罗斯航天器跟踪美国间谍卫星引发间谍恐惧 https://www.forbes.com/sites/kateoflahertyuk/2020/02/05/space-espionage-fears-as-russian- spacecraft-starts-stalking-us-spy-satellite/#5e59d8004028 19 Ross Liemer 和 Christopher F Chyba，《可核实的反卫星武器有限试验禁令》（2010 年）33 《华盛顿季刊》149
使用来自地面激光器的单个多 kJ 脉冲烧蚀避免低地球轨道上的空间碎片发生碰撞 Stefan Scharring、Gerd Wagn
通过地面激光器发出的单个多 kJ 脉冲避免低地球轨道上的空间碎片发生烧蚀碰撞 Stefan Scharring、Gerd Wagner、Jürgen Kästel、Wolfgang Riede、Jochen Speiser 德国航空航天中心 (DLR)，技术物理研究所，Pfaffenwaldring 38-40，70569 斯图加特，德国 摘要 我们对一个概念性想法进行了分析，即从地面激光站发射的单个高能激光脉冲是否可能导致碎片物体表面的物质烧蚀，从而产生后坐力，从而产生足够高的速度变化，以避免空间碎片碰撞。在我们的模拟中，我们评估了大气限制的影响，例如由于气溶胶消光导致的激光功率损失以及由于大气湍流导致的激光束增宽和指向抖动。为了补偿湍流，探索了自适应光学系统在合适发射器配置和激光导星组合方面的使用。根据 ESA DISCOS 目录，使用具有简化几何形状的虚拟目标来研究激光与火箭体、任务相关物体和非活动有效载荷之间的相互作用。此外，NASA 标准破碎模型可作为碰撞和爆炸碎片的参考，这些碎片在低地球轨道上产生了 9101 个碎片目标。对于这些物体，使用基于光线追踪的代码对激光烧蚀后坐力进行了研究，同时考虑了未知的目标方向以及残余激光指向误差，这些误差构成了整个 5 个维度（3 个旋转，2 个平移）的随机性来源，这些随机性来源采用蒙特卡罗方法解决。根据特定碎片物体平均高度的计算激光通量分布计算激光动量耦合。作为计算激光与物质相互作用的输入，使用了铝、铜和钢作为代表性空间碎片材料的辐照实验数据。从照射仰角、轨道位移、动量转移不确定性、成功概率、碎片材料以及碎片尺寸、质量和启动激光烧蚀过程所需的最小能量密度等方面讨论了激光赋予动量的模拟结果。1.引言由于空间碎片的数量不断增加，且难以进行轨道改造，近年来提出了几种基于激光的空间碎片远程动量转移 (MT) 概念[1][2]。特别是，由于连续发射 (CW) 激光器的商业化应用，其平均输出功率超过 10 kW 级，通过光子压力进行 MT 似乎变得可行。为了避免空间碎片碰撞，模拟已经表明，在多次激光站过境期间，通过目标照射可以实现几毫米/秒的足够高的速度增量 [1]。最近，在 LARAMOTIONS（激光测距和动量传递系统演化研究）研究中，研究了用于碎片跟踪和避免碰撞的相应激光站网络的可行性和估计性能。这项研究是由我们研究所领导的一个财团为欧洲航天局 (ESA) 开展的概念分析。[3] 概述了研究结果，[4] 列出了使用光子压力进行轨道碰撞避免的详细天体动力学可行性研究，而 [5] 显示了所采用的激光站网络的详细结果。激光烧蚀的动量耦合比光子压力的耦合高出 3 到 5 个数量级 [6]。因此，烧蚀通常被认为是在多次高能激光站过境期间通过降低近地点清除激光碎片的合适机制。然而，最近在真空中对几厘米大小的物体进行的跌落实验表明，激光烧蚀动量转移在避免空间碎片碰撞方面具有巨大的潜力，证明单个激光脉冲就可能使小的空间碎片状物体产生几十 ⁄ 的速度变化∆ [7]。
基于 Bricard 机制的吞噬夹持器用于清除空间碎片
摘要 轨道碎片由太空中废弃的人造物体组成，对关键的空间基础设施造成严重的运行风险。轨道碎片的存在会导致航天器运行成本增加，因为需要采取额外的努力，例如提高卫星轨道或增加屏蔽或其他方法，以保护重要的太空资产免受即将发生的碎片碰撞。其中一些碎片是由于宇航员在空间站进行维护操作时掉落工具而产生的。根据物体在掉落前所受的力/速度条件，它们可能会被转移到不同的轨道或进入地球大气层。这些物品的丢失可能会造成不利影响，因为它不仅会产生不必要的碎片，还会将关键的维护操作延迟到下一次补给任务的到来。本文旨在探索使用吞噬机制作为空间站机械臂末端执行器的可行性，以便在未来的空间站工作中回收此类丢失物品。重点介绍吞噬末端执行器机制的设计，使用 Bricard 机制作为基础单元。夹持器设计为使用单个旋转致动器来驱动，以完全吞噬碎片。本文还介绍了吞噬夹持器的实现方面，并将其用于地面碎片捕获实验/演示。
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。
全球空间态势感知趋势 Makena ...
2009 年 2 月 10 日，一颗已报废的俄罗斯军用通信卫星 Cosmos 2251 与一颗活跃的美国商业通信卫星 Iridium 33 相撞。这是两颗在轨卫星首次意外相撞，此次事故产生了近 2,000 块太空垃圾，其中许多至今仍在低地球轨道运行。1 美国空军提供的合轨警告数据显示，铱星星座在那一周内还有 37 次可能的合轨，其中一次的概率比这次事件高出一个数量级。提供给铱星卫星运营商的数据不足以区分他们已经习惯的许多虚假合轨警告和更严重的风险，在这种情况下，运营商没有选择改变卫星的轨道。2 这起事件让商业太空公司有充分的理由寻找或参与替代的 SSA 数据和分析来源，以保护他们在太空中的资产并提高会合警告的准确性。铱星宇宙碰撞并不是唯一值得担忧的原因。随着越来越多的卫星进入轨道，太空物体之间的碰撞警告变得越来越普遍，而且许多涉及的物体已经绕地球运行了几十年，无法进行避让机动。例如，在 2021 年 4 月初，一颗报废的气象卫星可能与一个自 1973 年以来一直在轨道上运行的火箭体相撞。3 这次两人错过了对方，但情况不会总是这样。随着各国在军事和民用行动中越来越依赖太空系统，产生碎片碰撞的可能性对太空资产和国家安全构成了巨大威胁。跟踪在轨运行卫星和其他物体的能力变得越来越重要，这一任务领域被称为空间态势感知 (SSA)。SSA 能力对于保护太空资产至关重要，它们在安全方面发挥着重要作用，因为许多企业、政府和军队都依赖空间系统来执行基本职能。可靠的 SSA 使太空运营商能够更好地了解其他人在太空中做什么，这些信息可用于更好地保护自己的太空资产。随着 SSA 能力的不断提高，SSA 提供商的数量也在不断增加。本文重点介绍商业和国际 SSA 提供商日益增长的活动和能力以及未来几年预计出现的趋势。过去十年左右，许多商业 SSA 公司应运而生，它们现在已成为该领域的主要参与者，将 SSA 数据出售给其他商业公司或与政府合作避免碰撞。
如果轨道碎片破坏了卫星怎么办？
太空技术在沟通，防御和研究中起着越来越重要的作用。随着发射更多的卫星，碰撞的风险越来越大，并且卫星成为军事目标。卫星 - 碎片碰撞有可能破坏一两个卫星，从而阻止了这些轨道多年的使用。尽管以更快的速度逐渐消除的卫星可能是一种解决方案，但轨道碎片落回地球可能会造成环境伤害。欧洲需要更好地了解风险，并采取监管和外交步骤，以确保在保护国内和全球利益的同时继续使用太空。外太空是巨大而空的 - 或者过去。地球周围的轨道是由航天器使用的，并非每个轨道都适合每个目的，将卫星集中在最有用的卫星中。发射次数急剧增加：2023年，发布了大约2个600次发射，比2018年增加了五倍，比2010年增加了10倍。同时，随着私人可重复使用的车辆的引入，每公斤的成本降低了。新项目形成了大型卫星星座，例如Starlink（已经在数千个中的数字中）弹出，因为正如Draghi报告中指出的空间被视为关键战略部门。欧洲航天局（ESA）计数目前约有20,000个物体。其中大多数都是太空碎片 - 从无功能的卫星到用完的火箭助推器到小螺丝的所有事物 - 这种碎片在进入大气之前会积聚多年。NASA指出，几年后，低海拔（低于600公里）的卫星将脱离轨道，而超过1000公里的卫星可以作为千年来绕着垃圾旋转。每块碎屑可能会严重破坏或破坏其他航天器，因为它们以将螺栓变成子弹的速度移动。更糟糕的是，问题化合物，创建了称为凯斯勒综合症的级联反应。碰撞卫星会瓦解，从而在无法预测的轨迹上产生数千个新的弹丸。最近，以这种方式以这种方式引起了700个新危害。从国防的角度来看，一颗卫星的破坏带来了范围内行星的后果。在2007年，中国的Fengyun-1C任务展示了一种反卫星系统：成功破坏了单个高海拔卫星的造成足够的碎屑，以使当时已知空间对象的数量增加25％。对太空碎片的关注导致制造商，太空发射提供商，太空机构和其他利益相关者开始考虑其卫星的“终身”计划。SpaceX的Starlink表示，它打算积极地脱离其卫星，并在重新进入大气时设计其旨在完全燃烧。ESA和NASA都有办事处和政策来解决轨道碎片，美国（联合国）联邦通信委员会最近要求通信卫星发射申请人提交缓解碎片的计划。联合国有关于该主题的非约束指南。潜在的影响和发展