刘斌 姚莉 吴俊锋

1.国防科技大学信息系统与管理学院湖南长沙400073

近年来,随着经济实力的增强和航天技术的发展,我国的空间资产越来越多.根据忧思科学家联盟(Union of Concerned Scientists,UCS)公布的数据,我国已有132颗在轨人造卫星[1].我国保护空间资产的需求已引起业界广泛关注,目前迫切需要实现空间目标的监控和碰撞预警,建立并维护完整的空间目标编目是满足这些需求的基础.

当前最全的空间目标编目,美国的空间目标编目中,空间目标数目不到估计空间目标数目的一半,特别是,高面质比空间目标(High Area-to-mass Ratio Space Object,HAMRSO)[2]难以探测、跟踪和编目,引起了研究者的关注.

面质比(Area-to-Mass Ratio,AMR)是空间目标一个重要的特征量,直接决定了大气阻力引起的长半轴衰减[3].Schildknecht等研究发现一类的AMR远高于航天器的AMR(一般为0.01∼0.02m2/kg)的空间目标群体,其AMR达到0.1m2/kg以上甚至比标准纸张的AMR(约为13m2/kg)还高,并首次提出高AMR(High Areato-mass Ratio,HAMR)空间目标,提出并验证了如下假设,即地球同步轨道中产生的碎片HAMRSO,被太阳辐射压力(Solar Radiation Pressure,SRP)驱动到高度离心的轨道[2].由于容易受到SRP、日月引力、热辐射等外界因素的影响,造成HAMRSO偏心,容易发生轨道漂移,增大了与正常运行航天器碰撞的几率[4].

目前国内外已经有较多关于HAMRSO的研究.Schildknecht等基于高轨HAMRSO的周期、偏心率和星等亮度,对HAMR碎片抽取光变曲线进行了分析,并对HAMR碎片显示出的独特变化规律进行了分析[5].Espitia和Schulz研究了大椭圆地球轨道中HAMRSO受大气阻力和SRP作用时再入大气层动力学特性[6].Anselmo等人分析了GPS轨道内的高AMR空间碎片的运……