2017 年,空军理工学院教员 Robert Bettinger 博士中校正在制定一门涉及大气再入的课程。他的课程目标之一是教育学生绘制和监控重返地球大气层的航天器。“我试图通过为研究生布置一个与低地球轨道上不受控制的自然衰减物体的再入预测有关的期末项目来增强课程内容的真实性,”Bettinger 说。轨道衰减是指两个轨道体(例如卫星或空间站)相对于地球的距离逐渐减小。对于低地球轨道 (LEO) 中的物体(1,200 英里或更短),轨道衰减通常是由大气阻力引起的。碰巧的是
轨道设计:根据以下因素设计不同的轨道,例如(太阳同步轨道 - 重复地面轨迹轨道 - 临界倾斜轨道):高度、太阳高度角和滚动角,无推进系统或有推进系统。结果是:确定当地平均太阳时、覆盖面积、上升节点当地太阳时的变化、轨道衰减和脱轨卫星。
轨道。一般而言,适用实体无需将因轨道衰减或在轨道维护等日常活动期间发生的变化通知 OSTIn。 2.3 如果适用实体不确定是否需要向 OSTIn 注册其空间物体,我们强烈建议适用实体提交注册表。适用实体如有任何问题,也可以通过 ostin@edb.gov.sg 联系 OSTIn。 3 空间安全和可持续性 3.1 外层空间的探索和利用应以确保外层空间活动的长期可持续性的方式进行。在这方面,在太空任务的所有阶段,包括发射、运行和报废处置,都应以安全和负责任的方式进行空间活动。 3.2 所有适用实体应确保其空间活动符合相关国际要求、准则、标准和最佳实践。 3.3 以下是此类国际要求、准则、标准和最佳实践的非详尽示例列表:
1. 简介 地球轨道上的太空活动会产生天然流星体和空间碎片。流星体是由彗星和小行星产生的。流星体绕太阳运行,迅速经过地球并离开地球附近,导致流星体与航天器相撞的流量(每年每单位面积撞击物体的数量)相当连续。流星体对航天器的危害很小,因为它们主要是小颗粒。空间碎片由人造物体组成,现在和未来几年都无法发挥有用的作用。这些空间碎片包括非运行卫星、火箭上面级、因意外或故意碰撞和爆炸而解体产生的碎片、火箭尾气中的铝颗粒等。空间碎片绕地球运行并保持在轨道上,直到大气阻力和其他扰动力最终导致其轨道衰减到大气层中。由于大气阻力随着高度的增加而减小,大约 600 公里以上轨道上的大型碎片可以在轨道上停留数十年、数千年甚至数百万年。 (1)近年来,随着航天事业的进步,空间垃圾问题日益凸显。
在过去的十年中,世界在太空技术方案中面临大规模插入小卫星。每年,微型和纳米卫星的数量都会增加,并从太空市场的玩家受到更多关注。尽管缺乏国家发射器,但巴西太空计划在上个世纪以某种成功的开发而闻名,包括其太空资产,例如赤道附近的特权发射场,一个由既定的小型卫星计划的飞行且可靠的飞行型飞行器,可用于下降且可靠的声音飞行器,以及微型雷神实验和大学。因此,目前的工作提出了对巴西VSB-30发声火箭的修改,以便允许在低地球轨道(LEO)中发射和插入小型卫星,以满足国家发射器的空白。它还提供了一个立方体轨道衰减模拟和轨道插入模拟,并使用ALCântara发射中心发射的改良火箭,是为了使用此修改后的发射器验证国家任务的潜力。
濒临灭绝,甚至在未来几年未引入有效解决方案时,可能会因某些高度而被拒绝。尤其是大于1 cm的碰撞碎片将成为碎屑种群中的主要部分。因此,为了确保未来太空飞行的安全性,卫星和上阶段的有效寿命消失变得不可避免(ESA [1]和ESA [2])。然而,将来可能必须在25年的时间内确保轨道上的轨道,以保留允许空间飞行的轨道环境。当前的考虑假定需要少于5年的目标。用于在狮子座(例如卫星或火箭物体)中取消对象的渗透,适用了几种概念。最明显,最经济的一种是被动去驱动,这意味着让物体的轨道轨道衰减(EOM)自然衰减(EOM),直到重新进入,这限制了轨道高度以使任务遵守合理的放电时间。一种替代方法是一种主动的去除措施。目前,许多航天器使用活动推进器系统进行受控的重新进入,这增加了不需要的显着额外质量,有时甚至是复杂性,因为额外的推进剂以及需要指导,导航和控制(GNC)系统,以确保在Deorbit Maneuver过程中以所需的方向在所需的方向上行动。额外的质量和复杂性不能执行航天器的初始任务。如果出现故障,将不会在规定的时间内进行解开。[3])。主动推进器脱轨系统的最大缺点是其寿命终止(EOL)推进系统和GNC在EOM之后仍需要运行到轨道上约10 - 15年。缓解的有希望的未来设计目标可能是使用被动和独立的工作系统,以确保即使卫星出乎意料地出现故障,仍然可以执行可靠的轨道。此外,可以将被动解决方案构成,以便比相关的额外卫星控制系统要比额外的推进剂且复杂的质量较轻。同样,如果某个任务要求使用一个主动系统,则可以考虑使用被动系统的冗余,以便完全确保将来的空间任务的野心避免或加速进入大气。阻力增强设备(也称为“拖航”)正在使用Leos中存在的残留地球气氛(Vincent等人。为了启用De-Orbit操纵,部署了一个大表面