弹道导弹中段拦截产生的空间碎片影响分析

针对弹道导弹中段拦截产生的空间碎片可能对在轨航天器的影响进行了分析,弹道导弹中段拦截产生的空间碎片的质量、速度和运行时间都很有限,本质上为亚轨道残骸,不会对在轨航天器造成重大影响,对在轨航天器的威胁主要来自流星和以往空间任务产生的轨道残骸.     

空间碎片对航天活动的威胁日益严峻

近五年来,几次碰撞和解体事件使得空间碎片数量急剧增加,尤其是低轨道区域,数量增加已经超过50%,造成航天器在轨碰撞概率大大升高空间碎片是在轨运行或再入大气的无功能的人造物体及其残块和组件。目前在轨的空间碎片占所有在轨物体的95%。截至2013年10月,在轨空间碎片数量达到16134个。空间碎片的影响及危害空间碎片和航天器的平均撞击速度是每秒10公里,厘米级以上的空间碎片可导致航天器彻底损坏,其破坏力之大几乎无法防护,唯一的办法是躲避。     

基于ABM方法的空间碎片网捕体系结构建模

空间碎片网捕是一种新型的空间碎片清理方式。首先介绍了基于活动的建模方法(ABM)以及进行体系结构建模的流程,之后基于系统的基本工作流程,使用System Architect软件对空间碎片网捕任务的体系结构进行了可视化建模,得到了典型的作战视图,并进行了任务流程的仿真;对理解空间目标网捕系统的功能、研究空间碎片网捕任务的流程,提出系统构建需求具有一定的参考价值。。     

新型空间碎片清除平台发射诸元确定及仿真

对现有空间碎片主动清除技术进行分析,提出基于轻气炮载荷的GEO轨道空间碎片清除平台清除过程涉及的解固定速度增量拦截发射诸元问题。利用线性Hill的分析解建立命中方程组,将解非线性方程组问题转化为最优化问题,利用Matlab工具箱得到高精度的全局最优解。通过Matlab与STK互联进行了仿真验证,并对脱靶量的产生进行了分析,为新型空间碎片清除平台的可靠性提供了有力的理论支撑。     

空间碎片天基主动清除技术发展现状及趋势

随着国内外航天发射任务逐年增多,大量在轨滞留的失效航天器将成为未来空间资源有效利用所面临的一个严峻挑战。空间碎片天基主动清除技术是从根源上对空间资源化利用与安全处置的措施,将提升和加强近地空间的可持续循环利用。本文明晰了空间碎片天基主动清除的概念,分析了空间碎片天基主动清除技术的发展历程,提出了其发展过程中面临的非合作目标相对导航、协调控制和捕获方式及装置等主要问题,为我国空间碎片天基主动清除技术的发展提出了有益参考。     

1999-025A卫星相撞解体碎片演化及其影响研究

1999-025A卫星解体事件为研究空间碎片演化规律提供了重要数据。对1999-025A卫星解体碎片的演化过程和分布特征进行了研究,分析了造成这些特征的原因。从碎片轨道分布和轨道寿命2方面探讨了1999-025A卫星解体碎片对近地空间环境的影响。研究表明:1999-025A卫星解体碎片具有数目多、面质比大、轨道分布广和轨道寿命长等特点。     

浅析卫星交通控制

随着外层空间轨道上卫星数量的日益增加,为避免卫星与卫星、卫星与空间碎片之间相互碰撞,必须加强对外层空间卫星的运行管理控制,即卫星交通控制。本文将对近几年在轨卫星分布状况、跟踪控制、碰撞概率及损失费用等方面进行分析,初步探讨有关卫星交通控制的政策。     

北斗卫星导航系统空间信号精度分析

按照空间信号测距误差(SISRE)的定义给出了北斗卫星SISRE的计算公式。利用2013年11月的实测数据及相应精密轨道钟差产品对北斗卫星轨道精度及SISRE进行了统计分析。结果表明:北斗系统non-GEO卫星广播星历轨道精度优于GEO卫星;各卫星广播星历轨道误差径向精度最好;GEO卫星SISRE均值优于4m,IGSO卫星SISRE均值优于3m,MEO卫星SISRE均值优于4m。     

地心轨道引力波探测无拖曳系统平动控制策略

探讨了一种针对空间引力波探测任务的在轨无拖曳控制技术,基于未来可行的地心轨道探测任务背景进行分析设计,并对搭载两颗检验质量的在轨无拖曳系统进行航天器与质量块间相对运动动力学及耦合特性建模。同时,初步分析了任务中无拖曳系统指标和摄动,并设计了基于频域H∞最优控制理论的系统相对平动控制律。数值仿真结果表明,当双检验质量在轨无拖曳系统各检验质量按激光测距呼吸角排列时,采用无固定追踪点策略且在非敏感轴无悬浮控制输入的情况下,可以实现航天器对基准点的追踪,并满足系统频域性能指标的要求。同时,每颗检验质量的时域偏移量可以控制在微米级别,从而获得任务所需的纯引力基准。     

雷达空间目标识别技术综述

随着人类航天活动的增加,对于卫星和碎片等空间目标进行监视变得非常重要。为了实现空间监视任务,对空间目标进行识别是非常必要的。对空间目标的轨道特性与动力学特性进行了介绍,对雷达空间目标识别技术的研究现状和发展趋势进行了详细的综述。     

美国新一代导弹预警卫星接近启用

美国空军2006年11月17日宣布,山洛克希德·马丁公司开发的美国新一代导弹预警卫星中的"天基红外系统-高轨道"(SBIRS-High)卫星探测器已成功地进行了在轨数据传输测试。美航天司令部司令齐尔顿上将称,探测器传输的第一批影像"令人振奋……使军事领导人清楚地看到了地球上的景象……其成功标志着该计划达到了一个关键里程碑"。     

天基航天装备维修链体系构建与维修策略研究

目前天基航天装备维修在我国乃至世界上都是一大难题,亟需改变传统的维修模式,构建天基航天装备维修链,以适应天基航天装备在轨布局与航天任务的发展需求。在分析在轨维修的必要性、可行性与维修特点的基础上,区分地面、低轨道、高轨道、深空4层空间高度,构建了以航天指挥控制中心、维修需求节点、维修保障节点和物资储供节点为关键节点的天基航天装备维修链体系架构,研究了三类重要轨道高度上基于维修链的天基航天装备维修策略,为提升天基航天装备维修保障能力,构建高效、敏捷、柔性的天基航天装备维修链提出了设计参考。     

“猎鹰”计划中“2 h内全球可达”的可行性分析

21世纪初,美国国防高级研究计划局(DARPA)制定了“猎鹰”(FALCON)计划,提出了“从美国本土发射,并在2h内将负载送达全球任意地点”这一作战指标,并明确了与之相关的武器平台的研制计划.面向计划中列举的武器平台,设计一种包括亚轨道发射段、空间在轨运行段、离轨下降段和再入大气段在内的全球快速可达轨道,计算得到到达全球最远点所需要的时间,论证了“猎鹰”计划中所提“2h内全球可达”作战指标的可行性.     

基于DoDAF的空间机器人作战视图研究

介绍了基于DoDAF的体系结构建模方法,采用System Architect工具对空间机器人在轨服务进行了可视化建模,得到了典型的作战视图产品;分析了在轨服务任务单元之间的协同关系,研究了空间机器人在轨服务流程,对空间机器人的在轨服务研究具有一定的参考价值。     

基于雷达波束篱笆的空间碎片数量的置信区间估计

针对雷达波束篱笆空间碎片探测模式,提出了一种估计碎片数量置信区间的方法.对于给定的轨道高度范围,将轨道倾角和雷达散射截面足够大的碎片是否真正穿越波束篱笆这一事件用(0-1)分布来建模,根据所获取的轨道高度数据,得到该轨道高度范围内碎片穿越波束篱笆的平均概率,进而采用中心极限定理估计出该范围内碎片总数量的置信区间.仿真实验验证了方法的有效性.     

美国天基红外系统予警卫星计划进入新阶段

1997财年,天基红外系统计划获准进入工程与制造发展阶段。该系统将由高、低轨道卫星两部分组成,其中高轨道部分包括5颗（含1颗备份）地球同步卫星和2颗大椭圆轨道卫星;低轨道部分称之“空间和导弹跟踪系统（MSTS）”,包括10多颗卫星。因此,与现役国防支援计划卫星相比,新系统卫星将能完成更多的任务：导弹预警,为防御导弹指引目标,提供技术情报和战场态势信息等。天基红外系统的关键是先进的探测器。该系统将采用双探测器,即在每颗卫星上都装有一台高速“扫描”型探测器和一台“凝视”型互补探测器。两种探测器的元器件90％以上…     

空间碎片碰撞风险评估模型及其应用

以现有的空间碎片环境模型为基础,建立了一套空间碎片风险评估模型。该模型包括空间碎片环境、航天器有限元建模、几何遮挡处理以及碰撞概率计算四个模块。为了验证风险评估模型的精度及有效性,针对机构间空间碎片协调委员会指定的三种标准工况,将该计算结果与国内外已有的风险评估模型的计算结果进行比较,验证了风险评估模型的正确性。利用开发的风险评估模型,对立方体航天器遭遇空间碎片碰撞风险进行仿真评估与分析,给出了轨道高度、倾角以及航天器自身的姿态参数对航天器遭遇空间碎片碰撞风险的影响特性。     

空间飞网发射动力学建模仿真研究与地面试验

空间飞网是近来提出的一个创新的空间系统概念,在空间碎片处理和在轨服务方面具有独特的应用潜力.针对飞网系统的发射过程,利用建模仿真和地面试验两种手段进行了研究,建立了飞网发射的集中质量模型,设计了基于燃气助推质量块的飞网发射地面试验装置,开展了多次飞网发射试验.地面试验结果与模型仿真结果基本吻合,说明所建立的动力学模型可用于空间飞网系统设计.     

BDS在低轨卫星编队高精度相对轨道确定上的应用分析

分析基于北斗卫星导航系统(BeiDou satellite navigation System, BDS)的低轨卫星编队相对轨道确定问题,但由于缺乏实测数据,通过仿真实验展开研究。结果表明,500 km空域平均可视BDS卫星数约为9.7,由于地球静止轨道(GeoStationary earth Orbit,GEO)卫星和倾斜地球同步轨道(Inclined GeoSynchronous earth Orbit,IGSO)卫星的存在,亚太地区的可视BDS卫星数明显偏多。仅考虑观测噪声的影响时,基于BDS的相对定轨精度可达0.74 mm,加入星历误差的影响,对近距离编队系统的相对定轨而言,GEO卫星数米的星历误差可以忽略,但当星间距离增大到约200 km时,GEO卫星单差后的星历误差可达厘米量级,GEO+IGSO+中圆地球轨道(Medium Earth Orbit,MEO)卫星和IGSO+MEO卫星求解的相对轨道精度分别为1.09 mm和0.96 mm,GEO卫星的加入使得精度下降了13.54%。在其余误差得到有效处理后,BDS的相对定轨精度可达亚毫米量级,且无明显区域差异,GEO卫星和IGSO卫星能提高近距离编队系统的全球相对定轨精度,未来BDS将广泛应用于低轨卫星编队相对轨道确定。     

轨道碎片——太空中的“垃圾”

如果有机会从太空用雷达和光学望远镜观察地球,会看到如上图中的情景。地球周围密密麻麻地布满的是什么东西?这是一些“游荡”在近地轨道上的人造碎片,大到火箭残骸和废旧卫星,小到涂料薄层和金属残片。它们有一个共同的名字——地球轨道上的空间碎片,简称轨道碎片。