付强, 史浩东, 王超, 刘壮,李英超, 姜会林

(1. 长春理工大学空间光电技术研究所, 长春130022;2. 吉林省空间光电技术重点实验室, 长春130022;3. 空间光电技术国家地方联合工程中心, 长春130022)

1 引言

空间碎片主要包括废弃的人造卫星、 航天器电池和燃料箱爆炸或撞击产生的碎片、 运载火箭的末级、 固体火箭发动机的喷射物、 在执行航天任务过程中的抛弃物等。 据美国空间监视网(SSN) 观测, 尺寸大于10cm 空间碎片约2 万个、1 ～10cm 之间约有90 多万个、 1 ～0.1cm 之间约有3000 多万个, 其中低轨区域的约占75%。 空间碎片给在轨航天器的正常运行和宇航员的人身安全造成巨大威胁, 已严重影响人类的空间科技活动。 因此, 各航天大国均开展了空间碎片的探测编目工作, 通过精准掌握空间碎片尺寸数量、持续感知空间碎片运动轨迹, 提前做出预警规避, 以保障空间活动的正常开展。

目前, 具备空间碎片探测能力的国家和地区主要有美国、 俄罗斯、 欧洲、 中国等。 美国采用地基全球布站、 天地联合探测的体制, 累计编目空间碎片23000 多个, 低轨探测能力10cm, 定轨精度500m; 高轨探测能力20cm, 定轨精度2km,并且正朝着低轨探测1cm, 定轨精度10m; 高轨探测10cm, 定轨精度100m 方向发展。 俄罗斯同样采用全球布站, 累计编目11000 多个, 低轨探测能力15cm, 具备对空间碎片发现、 跟踪、 识别的能力。 1995 年, 我国加入国际组织机构间空间碎片协调委员会, 采取了积极务实的举措以加强空间碎片监测、 预警甚至清除等工作。 目前我国监测范围、 探测能力、 定轨精度等方面技术与美俄等国相比较低。……