吴志波, 龙明亮, 张海峰∗, 耿仁方,2, 张忠萍

(1. 中国科学院上海天文台, 上海200030; 2. 南京信息工程大学, 南京210044;3. 中国科学院空间目标与碎片观测重点实验室, 南京210008)

1 引言

随着全球空间技术的发展, 越来越多的飞行器被发射到地球外围空间, 使得地球轨道内无任何功能和作用的空间碎片越来越多, 包括火箭体、 失效的卫星以及航天器在轨解体碎片等[1-3]。 根据美国国家航空航天局(NASA) 轨道碎片计划组织发布的空间物体跟踪编目数据来看, 自1957 年开始,空间物体的数目逐年增多, 据有关机构估计, 尺寸10cm 以上的空间在轨物体总数已超过17000个[4,5]。 2019 年初, 美国新的“太空篱笆” 雷达系统将编目中的空间碎片数目从以前的23000 块增加到了200000 块, 并且还有明显的持续增加趋势。随着航天技术的快速发展, 空间碎片已严重威胁到了在轨航天器的安全, 成为国际关注的问题, 很多国家陆续开展了空间碎片探测技术研究。

相比微波雷达和光电探测等常规空间碎片监测手段, 激光测距技术对空间碎片目标测量精度要高1 ～2 个数量级, 十分有利于空间碎片目标识别和编目, 对提升空间碎片轨道预报精度和航天器机动规避成功率, 减少航天器的机动次数具有重要作用[6,7]。 目前, 地基空间碎片激光测距技术得到了快速发展, 美国、 澳大利亚、 奥地利、俄罗斯、 波兰和中国等国家均发展了空间碎片高精度激光测距技术[8-10]。 上海天文台积极瞄准国际空间碎片激光测距技术发展, 在国内率先发展了空间碎片激光测距技术, 于2008 年7 月在国内首次成功实现了900km 左右空间碎片激光测距,测距精度约1m[11]。……