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航天器增阻离轨技术发展概述及前景展望

2020-03-21王立武鲁媛媛房冠辉戈嗣诚

航天器工程 2020年1期

王立武 鲁媛媛 房冠辉 戈嗣诚

(北京空间机电研究所,北京 100094)

空间碎片是人类在太空活动中产生的废弃物及其衍生物,主要包括废弃航天器、运载火箭上面级、执行任务过程中的抛弃物、火箭爆炸物、空间飞行器解体及碎片之间相互碰撞产生的碎片等[1]。

近地空间是人类航天活动的主要场所之一,有大量的航天器和卫星运行在近地轨道上。截至2019年,人类历史上发射入轨的航天器已近万颗,约90%的空间物体分布在LEO区域内,其中又以高度约800 km的太阳同步轨道区域分布最多最密集[2]。随着许多LEO星座的建立,在近地轨道运行的卫星数量更将急剧增加。如果在卫星完成任务后不进行处理,卫星可能会意外碎裂或爆炸,或与其它碎片碰撞而发生爆炸,产生大量空间碎片。如2009年发生了历史上第一次两颗完整卫星碰撞事件,俄罗斯宇宙-2251卫星与美国铱星-33卫星相撞,产生的空间碎片编目数量高达2200余块。轨道碎片不仅危及当前的空间任务,而且增加了未来撞击的风险。当碎片的数量达到一定程度时,空间碎片碰撞会导致连锁反应,数量急剧增加,航天活动无法进行,近地空间失去使用价值。如果不采取任何行动,未来空间任务将面临倒退。

增阻离轨技术是一项适用于LEO区域任务后航天器离轨的新技术,借助近地轨道区域的高空稀薄大气阻力,使完成了特定任务或失效的航天器降低轨道高度,最终在25年内进入稠密大气层并烧毁。本文在介绍增阻离轨技术的基础上,列举了国外开展的典型项目的技术方案,并对增阻离轨技术的适用性、应用前景及设想进行了介绍,为我国发展增阻离轨技术提供参考。……

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