」
1月15日，美白宮科技政策辦公室發布報告 《美國軌道碎片研究與發展計劃》指出，隨著各國和私營部門繼續擴大對太空的利用，軌道碎片數量正持續增長。碎片在低軌道上的平均撞擊速度為每秒10千米，與活躍太空飛行器之間的碰撞將導致災難性破壞，影響任務目標。各個活躍在太空的國家須妥善解決軌道碎片產生的危險，以確保太空任務順利實施。該報告提出了美國支持軌道碎片風險的研發活動計劃，確定了碎片風險管理的3個基本要素。
」
背景
報告指出，美國已有多個機構參與軌道碎片風險管理，加強機構之間的協調有助於推進軌道碎片風險管理的共同願景。美國防部已通過先進技術收集碎片數據、跟蹤碎片，並通知航天員可能發生的碰撞；NASA使用雷達、望遠鏡和原位測量技術對碎片進行統計採樣，還牽頭制定了美政府軌道碎片緩減標準；美聯邦航空管理局、國家海洋與大氣管理局、聯邦通信委員會都制定了旨在限制碎片產生或堆積的政策/法規。美航天政策指令-3也明確了減緩軌道碎片的政策。為避免太空物體碰撞，各國已編目並跟蹤了約23000個直徑為10厘米或更大的碎片、約50萬個直徑為1厘米或更大的物體，以及超過1億個直徑至少為1毫米的碎片。
太空時代開始以來可跟蹤的碎片物體的增長趨勢
要素1：通過設計限制碎片的產生
限制新碎片產生是管理軌道碎片風險最具成本效益的辦法。設計選項包括設計關鍵太空飛行器子系統的可靠性，如動力與推進、防止爆炸和太空飛行器材料選擇、機動性和任務結束安全模式、任務參數和任務設計等。為改進太空飛行器和運載火箭的設計和操作，各機構應重點關注以下領域：
減少航天發射任務過程中產生的碎片。各機構應研究改進有效載荷分離和部署機制，以減緩在航天任務發射過程中產生多餘碎片。為減少太空飛行器推進劑形成的碎片，相關機構應該支持化學研究，以清除可能由固體廢氣顆粒形成的碎片。
提高太空飛行器表面彈性。研發提高太空飛行器表面性能的材料，以防止因太空飛行器老化產生毫米級或更小尺寸的碎片。
提高太空飛行器屏蔽性能和抗衝擊性能。各機構應：對新型屏蔽材料和結構進行超高速碰撞分析和測試，開發新型多功能屏蔽材料，滿足太空飛行器耐輻射以及防護軌道碎片的要求；改進低成本、有效、多用途的衛星軌道碎片撞擊保護技術。
提高機動性能力。具有機動能力的衛星可使用推進劑來避免碰撞和脫軌。各機構應支持進一步提高燃料效率、降低小型推進系統成本的研究，以降低小型衛星的操作風險；同時支持自動避碰領域相關技術研發。
要素2：跟蹤並描述碎片特徵
對太空物體的跟蹤和表征是有效管理軌道碎片風險的基礎。各機構應重點關注減緩軌道碎片產生的影響：
開發改進軌道碎片跟蹤和表征的技術。包括可記錄碎片影響和捕捉小型碎片信息的傳感器技術；改進的陸基光學和雷達傳感器，為目標跟蹤和表征提供精度更高的數據。
改進碎片的數據處理、共享和過濾。各機構應研發改進數據存儲、數據關聯和數據融合方法；開發一種吸收和整合各種可用數據源的架構；開發技術來維護數據的完整性；支持自動通信研究，以用於自動避碰技術與檢測碎片。
要素3：修復或再利用碎片。
碎片修復，也稱為主動碎片清除，通過強制修改碎片物體軌跡，完全清除物體。各機構應：
開發大型碎片的修復和再利用技術。限制其在太空環境中的長期存在，減少無意中產生額外碎片的風險；各機構應開發和實施建模工具、地面測試，必要時進行全系統原型演示測試，以證明各種方法的性能和成本效益；支持在軌再利用或回收碎片的方法，回收的材料可用作燃料或製造原料。
開發風險和成本效益分析模型。使用分析軌道碎片與應對方法的改進模型，明確風險，制定解決方案。
如需轉載請註明出處：「國防科技要聞」（ID：CDSTIC）
來源 | 美白宮網站
圖片 | 網際網路
作者 | 張明月
編輯 | 張岸佳
註：原文來源網絡，文中觀點不代表本公眾號立場，相關建議僅供參考。
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