空间碎片碰撞预警技术及其应对措施

为了确保航天器在任务期的安全运行，对于目前能够跟踪的物体，可以利用探测数据进行轨道预测，预测它们与工作航天器之间是否会有碰撞发生，通过适时变轨保证航天器不受碰撞，这已经成为国外航天技术发达的国家的航天器安全保障的一项常规项目。我国也已开始考虑并研究大碎片碰撞预警问题，针对现有碎片环境对计划发射卫星和现有工作卫星的安全可靠运行存在的碰撞威胁进行系统分析和应对。预警技术的基础是对空间碎片环境模型的有效建立和长期预测，主要通过计算碰撞概率实现。

任何空间碎片都可以用数学的方法进行描述，对于小空间碎片，由于其数量众多，不易探测，因此用数学模型进行描述和评估是最为有效的。空间碎片模型可以有效地描述空间碎片的分布、运动、通量和物理特性，可应用于空间碎片的风险和危害评估、碎片探测率的预估、躲避机动飞行的预报和碎片清除手段效果的长期分析。空间碎片模型可以分为短期（时间跨度10年以内）和长期（时间跨度10年以上）两类，每类模型都是以某一时刻的碎片环境为出发点，考虑所有的源和汇及轨道扰动因素，忽略空间物体破裂后的短期效应，逐步往后推。短期模型主要给出现在的环境，应用于工程设计；长期模型主要预报空间碎片数量、高度、倾角和尺寸，将这些数据作为时间的函数，应用于评估清除空间碎片措施的有效性。空间活动和空间碎片的减缓措施将影响空间碎片的状态，因此，空间碎片模型需要不断更新和验证。(www.xing528.com)

空间碎片风险评估是指评估航天器与空间碎片碰撞的概率及其后果，主要考虑空间密度、平均相对速度、航天器飞行截面和时间等风险因子。碰撞效果主要取决于空间碎片与航天器之间的相对质量和成分。对航天器被穿透或失效的风险进行评估，需要航天器结构的详细信息，包括关键分系统的几何形状、对穿透的抵御能力及每一个分系统抵御破坏的能力等。