王国培，何永强，王 群

（军械工程学院 光学与电子工程系，石家庄 050003）

0 引言

自从第一颗人造地球卫星升空以来，人类已经进行了5 000 多次的航天发射活动，将7 000 多个人造物体送入太空，其中的大部分在寿命结束后会坠毁在大气层中。目前仍然有3 500 多个卫星或者空间探测器，以及1 800 多个火箭报废体存在于太空之中，而其中仅有900 多个是正常工作的航天器，其他的都称之为太空垃圾[1-2]。近些年来，随着空间活动越来越频繁，空间碎片的数量也在呈几何级数增长。根据美国空间监视网（Space Surevrillance Network，简称SSN）和天基探测器的统计数据，到2011年，空间中直径大于10 cm的碎片数目已经达到16 000 多个；直径1 cm 以上的碎片已经超过50 万个。这些空间碎片占据了大量的轨道空间，使得可用的轨道资源越来越少。直径10 cm以上的碎片与航天器的碰撞可以造成毁灭性的破坏，直径1～10 cm 的空间碎片也可以造成航天器的严重损毁，威胁着在轨航天器的安全。

若要对空间碎片实施红外探测，则首先需要分析其红外辐射特性，而红外辐射特性又与其温度变化息息相关。因此，开展空间碎片温度变化特性的研究是实施空间碎片天基红外探测的重要依据[3-5]。

1 空间碎片的热分析

空间碎片在轨运动时，周期地经过日照区和地 球阴影区。在日照区，空间碎片主要受到太阳辐射、地球反射、地球辐射等，其中太阳辐射起主要作用；在地球阴影区，则主要受地球辐射的影响[6-7]。空间中也存在着月球辐射与反射、其他星体和宇宙背景的辐射，然而由于这些热辐射到达地球轨道的能量远远小于太阳辐射和地球辐射，因此其对空间碎片的影响可以忽略。……