綦 磊，岳桂轩，邵容平，孙立臣，芮小博，孙 伟

(1.天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072；2.北京卫星环境工程研究所，北京100094)

1 引言

载人飞船、空间站等低轨航天器在轨运行时，容易受到空间碎片撞击产生航天器舱体结构泄漏，严重威胁航天器正常运行和航天员的生命安全。美国航天飞机从任务STS-1到STS-10已经多次更换舷窗。美国长期暴露装置(LDEF)在轨运行67个月后，经回收检测到了多达数以万计的撞坑。2015年，NASA在检修中发现国际空间站多功能服务舱(MLM)上直径在0.1～1.5 mm的撞击坑有75个；燃料箱组件(ATA)在轨7年间形成了49个直径在0.1～1 mm的撞击坑。2018年8月29日，国际空间站遭到空间碎片的撞击，造成舱体破损出现空气泄漏，出现空气泄漏的位置在联盟号MS-09轨道舱上。因此，研究航天器在轨泄漏检测意义重大。

对于较大的编目碎片(大于10 cm)主要采用碰撞预警，进而对航天器实施机动规避；对于微小空间碎片(小于1 mm)主要采用适当防护措施(增加Whipple防护结构等)来增强航天器的防御能力；而对于1 mm～10 cm之间的空间碎片撞击，没有很好的解决办法，只能加强碎片碰撞及泄漏的检测，必要时进行修复。2000年以来，美国NASA、俄罗斯联邦航天局(Roskosmos)、欧洲空间局(ESA)等研究机构针对航天器在轨泄漏检测开展了大量的研究工作，主要包括红外热成像、电阻变化检漏、质谱检漏及声发射检漏等。其中，声发射泄漏检测技术因为灵敏度高、易于工程应用而获得关注。沈功田等采用快速傅里叶变换(FFT)、小波分析和神经网络识别技术对泄漏声发射信号和噪声进行分离处理，采用基于衰减和波形分析2种方法对泄漏源进行定位，在100 m长管道上可检测直径l mm的泄漏孔，定位误差率为传感器距离的10%。……