武 强，张庆明，龚自正，任思远，刘 海

（1. 北京卫星环境工程研究所，北京 100094；2. 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室，北京 100081；3. 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所，四川 绵阳 621000）

近年来空间碎片环境日益恶化，截止到2019 年，尺寸为1～10 cm 的空间碎片数量约为75 万个，尺寸为1～10 mm 的碎片数量超过1.5 亿个，未来50 年空间碎片数量将以每年10%的速度增长[1]。航天器和空间碎片碰撞时的平均相对速度为10 km/s，一旦撞击将导致航天器表面被损伤或破坏，引起部件、分系统甚至整个航天器失效。

为提高航天器在恶劣空间碎片环境中的生存能力，自20 世纪80 年代以来，NASA、ESA、JAXA 等基于传统Whipple 防护结构进行了大量的超高速撞击实验，研制出多种高性能防护结构，选择的材料主要有高强度铝合金板、铝网、泡沫铝、蜂窝板、Nextel 陶瓷布、Kevlar 纤维布等[2-5]。我国航天器空间碎片防护研究工作起步较晚，缺少高性能防护材料，面对空间碎片防护工程需求日趋强烈的现状，一些学者开展了高性能防护材料的研制工作，并得到了初步的工程应用。贾古寨等[6]研究制备了高性能玄武岩纤维织物，并进行了超高速撞击实验研究，获得了其超高速撞击损伤与防护机理；王应德等[7]研究制备了高性能SiC 纤维织物，开发了国产高性能SiC 纤维织物填充防护结构，并建立了对应撞击极限；侯明强等[8]提出将阻抗梯度材料应用于空间碎片防护，并系统研究了阻抗梯度材料及其防护结构的超高速撞击特性，获得了材料和结构的最优设计方案。……