胡锐锋, 龚自正, 吴子牛

（1.西安电子科技大学 机电工程学院，西安 710071；2．北京卫星环境工程研究所 可靠性与环境工程技术重点实验室，北京 100094；3．清华大学 航天航空学院，北京 100084）

0 引言

无控航天器再入地球大气层时，在强烈的气动力和气动热载荷作用下，会发生解体并产生大量碎片；其中一部分碎片在空中被完全烧毁，其余存活下来的碎片可能会对地面建筑、人群和生态系统构成很大威胁。

人类有记录的再入事件之一发生于1997年1月22日：美国俄克拉荷马州图尔萨市的一位女士在日出前陪朋友散步，她突然看到一道火球从北向南穿过天空，之后一块碎片划过这位女士的左肩并撞击到地面。这块碎片来自于1996年4月24日发射的德尔塔火箭的第二级，与此同时德尔塔火箭第二级上的一个更大的不锈钢推进剂储箱落在德克萨斯州乔治城附近的一个农场内，此外还有一块钛制圆球落在了塞金镇外。美国1997年发射的“铱星33”通信卫星于2009年2月11日与俄罗斯 1993年发射的一颗卫星（已报废）在西伯利亚上空相撞，这是历史上首次卫星相撞事故，产生了大量碎片（约500～600 块），部分碎片再入大气层后降落在美国德克萨斯州等地。2011年9月，美国一颗名为“高层大气研究卫星”（UARS）的再入事件引起了全世界的关注和恐慌：NASA 相关专家预测UARS 坠落地球后，其碎片覆盖的区域将达到800 km 左右，而在重返地球前大约2 h，NASA才能将坠落区锁定在大约1万km之内；最终UARS于2011年9月24日坠落在南太平洋中，没有对人类产生威胁。……