空間碎片研究導(dǎo)論

第 1 章　緒論 001
1.　1 空間碎片概述　002
　1. 1. 1 空間碎片簡(jiǎn)介　002
　1. 1. 2 空間碎片來(lái)源及分類　003
　1. 1. 3 空間碎片危害　006
1.　2 空間碎片研究的關(guān)鍵技術(shù)　009
　1. 2. 1 探測(cè)技術(shù)　009
　1. 2. 2 預(yù)警技術(shù)　009
　1. 2. 3 防護(hù)技術(shù)　010
　1. 2. 4 減緩技術(shù)　010
1.　3 關(guān)于空間碎片的協(xié)議　011
　1. 3. 1 機(jī)構(gòu)和組織　011
　1. 3. 2 國(guó)際協(xié)議　014
　1. 3. 3 方法政策　015
第　2 章 空間碎片探測(cè)技術(shù)　017
2.　1 引言　018
2.　2 地基探測(cè)技術(shù)　019
　2. 2. 1 地基雷達(dá)探測(cè)　020
2.　2. 2 地基光學(xué)探測(cè)　023
　2. 2. 3 地基探測(cè)網(wǎng)　028
2.　3 天基探測(cè)　030
　2. 3. 1 天基遙感探測(cè)　032
　2. 3. 2 天基光學(xué)探測(cè)　033
　2. 3. 3 天基雷達(dá)探測(cè)　033
2.　4 天基和地基探測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)　035
第3　章 空間碎片的環(huán)境模型　039
3.　1 軌道攝動(dòng)與軌道預(yù)報(bào)　040
　3. 1. 1 軌道根數(shù)　040
　3. 1. 2 軌道預(yù)報(bào)　042
　3. 1. 3 軌道攝動(dòng)　045
3.　2 空間環(huán)境模型　049
　3. 2. 1 短期工程模型　050
　3. 2. 2 長(zhǎng)期演化模型　055
3.　3 新形勢(shì)下的空間環(huán)境分析　059
　3. 3. 1 星鏈計(jì)劃對(duì)空間環(huán)境的影響　059
　3. 3. 2 大規(guī)模星座的研究現(xiàn)狀　061
第4　章 空間碎片的預(yù)警系統(tǒng)　069
4.　1 空間碎片碰撞預(yù)警概述　070
4.　2 空間碎片碰撞預(yù)警計(jì)算方法　072
　4. 2. 1 危險(xiǎn)目標(biāo)篩選　073
　4. 2. 2 小距離計(jì)算方法　074
　4. 2. 3 碰撞概率計(jì)算方法　076
4.　3 空間碎片碰撞預(yù)警策略　078
4.　4 空間碎片碰撞預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)　080
　4. 4. 1 空間碎片碰撞預(yù)警系統(tǒng)　080
　4. 4. 2 空間碎片碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)　083
4.　5 空間碎片碰撞預(yù)警研究的發(fā)展趨勢(shì)　089
第5　章 空間碎片的防護(hù)結(jié)構(gòu)與材料　091
5.　1 緒論　092
5.　2 空間環(huán)境影響　094
5.　4 先進(jìn)防護(hù)材料　100
5.　5 防護(hù)構(gòu)型　103
　5. 5. 1 Whipple 防護(hù)構(gòu)型　104
　5. 5. 2 填充Whipple 防護(hù)構(gòu)型　105
　5. 5. 3 鋁網(wǎng)雙層緩沖防護(hù)構(gòu)型　105
　5. 5. 4 多層沖擊防護(hù)構(gòu)型　106
　5. 5. 5 其他防護(hù)構(gòu)型　107
　5. 5. 6 新型防護(hù)構(gòu)型　108
　5. 5. 7 空間輻射防護(hù)結(jié)構(gòu)　110
5.　6 航天器防護(hù)設(shè)計(jì)基本原則與改進(jìn)　111
　5. 6. 1 航天器防護(hù)原則　111
　5. 6. 2 防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與改進(jìn)措施　112
第6　章 空間碎片的防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)　115
6.　1 航天器撞擊風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)　116
6.　2 超高速碰撞地面試驗(yàn)方法　118
　6. 2. 1 輕氣炮技術(shù)　119
　6. 2. 2 電磁炮技術(shù)　121
　6. 2. 3 其他發(fā)射技術(shù)　122
　6. 2. 4 相關(guān)地面撞擊試驗(yàn)　122
6.　3 超高速碰撞數(shù)值仿真方法　125
6.　4 航天器易損性分析及解體模型　127
6.　5 防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)　129
6.　6 防護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)　130
6.　7 防護(hù)工程設(shè)計(jì)應(yīng)用　133
　6. 7. 1 國(guó)際空間站　133
　6. 7. 2 “天宮” 系列　134
　6. 7. 3 火星探測(cè)　134
第7　章 空間碎片減緩清除任務(wù)設(shè)計(jì)　139
7.　1 空間碎片減緩概述　140
　7. 1. 1 減緩技術(shù)指南和標(biāo)準(zhǔn)　140
　7. 1. 2 預(yù)防類減緩措施　144
　7. 1. 3 清理類減緩措施　147
7.　3 主動(dòng)清除的目標(biāo)及策略　150
7.　4 技術(shù)方案設(shè)計(jì)　152
　7. 4. 1 目標(biāo)篩選　152
　7. 4. 2 LEO 碎片清除　152
　7. 4. 3 GEO 碎片清除　153
　7. 4. 4 方案評(píng)價(jià)　154
　7. 4. 5 在軌試驗(yàn)簡(jiǎn)介　154
第8　章 空間碎片的主動(dòng)清除技術(shù)　157
8.　1 引言　158
8.　2 推移離軌技術(shù)　159
　8. 2. 1 離子束推移離軌　160
　8. 2. 2 激光推移離軌　162
　8. 2. 3 太陽(yáng)帆推移離軌　166
8.　3 增阻離軌技術(shù)　168
　8. 3. 1 靜電力增阻離軌　168
　8. 3. 2 膨脹泡沫增阻離軌　169
　8. 3. 3 粉塵增阻離軌　171
8.　4 自主離軌技術(shù)　172
　8. 4. 1 制動(dòng)帆自主離軌　173
　8. 4. 2 充氣裝置自主離軌　173
　8. 4. 3 太陽(yáng)帆自主離軌　174
8.　5 捕獲離軌技術(shù)　174
　8. 5. 1 空間拖船捕獲離軌　175
　8. 5. 2 空間系繩捕獲離軌　175
　8. 5. 3 天基磁場(chǎng)發(fā)生器捕獲離軌　178
　8. 5. 4 容器收集器捕獲離軌　179
第9　章 空間碎片的法規(guī)建設(shè)　181
9.　1 國(guó)際條約與法規(guī)建設(shè)　182
　9. 1. 1 國(guó)際相關(guān)法規(guī)建設(shè)進(jìn)程　182
　9. 1. 2 “外空憲章” ——— 《外空條約》　183
　9. 1. 3 《責(zé)任公約》和《登記公約》　185
　9. 1. 4 《IADC 減緩指南》和《外空委減緩指南》　188
9.　2 主要空間大國(guó)的相關(guān)法規(guī)建設(shè)　190
　9. 2. 1 美國(guó)有關(guān)空間碎片的法規(guī)建設(shè)　190
　9. 2. 2 俄羅斯有關(guān)空間碎片的法規(guī)建設(shè)　192
9.　3 國(guó)內(nèi)關(guān)于空間碎片的立法現(xiàn)狀　192
　9. 3. 1 立法基礎(chǔ)和進(jìn)程　192
　9. 3. 2 空間碎片相關(guān)的法規(guī)建設(shè)　195
9.　4 空間碎片法規(guī)建設(shè)的不足與發(fā)展　197
　9. 4. 1 國(guó)際空間碎片相關(guān)法規(guī)的不足　197
　9. 4. 2 國(guó)內(nèi)空間碎片相關(guān)法規(guī)建設(shè)的完善與發(fā)展　199
參考文獻(xiàn)　201
索引　208