空間碎片是人類航天活動的產(chǎn)物，是空間環(huán)境的主要污染源。主動清除空間碎片正成為國際社會新的研究熱點(diǎn)，也是根治空間碎片的必然選擇。李怡勇、王衛(wèi)杰、李智、陳勇編著的這本《空間碎片清除》全面介紹了空間碎片清除的背景知識、技術(shù)措施、任務(wù)設(shè)計和相關(guān)政策，具體內(nèi)容包括空間碎片概述、空間碎片清除基礎(chǔ)知識、推移離軌清除技術(shù)、增阻離軌清除技術(shù)、捕獲離軌清除技術(shù)、服務(wù)后重用清除技術(shù)、自主離軌清除技術(shù)、空間碎片清除任務(wù)設(shè)計和法規(guī)政策與國際合作等。
本書適合于空間科學(xué)、空間技術(shù)、空間安全等領(lǐng)域的教學(xué)、科研和管理人員閱讀，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)學(xué)生的參考書。
第1章 空間碎片概述
1.1 空間碎片的現(xiàn)狀
1.1.1 來源與分類
1.1.2 分布與演化
1.2 空間碎片的危害
1.2.1 危害根源及形式
1.2.2 在軌撞擊實(shí)例
1.3 空間碎片的應(yīng)對措施
1.3.1 躲避編目大碎片撞擊的措施——規(guī)避
1.3.2 抵御眾多小碎片撞擊的措施——防護(hù)
1.3.3 預(yù)防新空間碎片產(chǎn)生的措施——減緩
1.3.4 治理已形成空間碎片的措施——清除
1.4 空間碎片清除研究現(xiàn)狀
第2章 空間碎片清除基礎(chǔ)知識
2.1 空間目標(biāo)軌道運(yùn)動學(xué) 第1章 空間碎片概述
1.1 空間碎片的現(xiàn)狀
1.1.1 來源與分類
1.1.2 分布與演化
1.2 空間碎片的危害
1.2.1 危害根源及形式
1.2.2 在軌撞擊實(shí)例
1.3 空間碎片的應(yīng)對措施
1.3.1 躲避編目大碎片撞擊的措施——規(guī)避
1.3.2 抵御眾多小碎片撞擊的措施——防護(hù)
1.3.3 預(yù)防新空間碎片產(chǎn)生的措施——減緩
1.3.4 治理已形成空間碎片的措施——清除
1.4 空間碎片清除研究現(xiàn)狀
第2章 空間碎片清除基礎(chǔ)知識
2.1 空間目標(biāo)軌道運(yùn)動學(xué)
2.1.1 坐標(biāo)系統(tǒng)及其轉(zhuǎn)換關(guān)系
2.1.2 軌道根數(shù)
2.1.3 軌道預(yù)報及誤差
2.2 空間碎片探測
2.2.1 地基雷達(dá)觀測
2.2.2 地基光學(xué)觀測
2.2.3 天基遙感探測
2.2.4 天基碰撞感知探測
2.2.5 航天器表面采樣分析
2.3 空間碎片環(huán)境描述
2.3.1 空間碎片編目數(shù)據(jù)及軌道預(yù)報
2.3.2 空間碎片環(huán)境模型
2.4 空間軌道機(jī)動
2.4.1 軌道機(jī)動類型和基本規(guī)律
2.4.2 軌道改變
2.4.3 空間交會
2.5 近地軌道空間碎片的自然演化
2.5.1 J2項(xiàng)攝動
2.5.2 大氣阻力攝動
2.5.3 軌道壽命
第3章 推移離軌清除技術(shù)
3.1 激光推移離軌
3.1.1 基本原理和方式選擇
3.1.2 地基激光推移空間碎片技術(shù)發(fā)展歷程
3.1.3 地基激光推移離軌系統(tǒng)組成
3.1.4 地基激光推移離軌工作流程
3.1.5 地基激光推移離軌關(guān)鍵技術(shù)
3.1.6 地基激光推移離軌過程建模
3.2 離子束推移離軌
3.2.1 基本原理
3.2.2 離子束管控衛(wèi)星
3.2.3 推進(jìn)器的需求
3.2.4 等離子束的特性
3.2.5 轉(zhuǎn)移到碎片上的動量
3.3 太陽帆推移離軌
3.3.1 基本原理
3.3.2 太陽帆的推力
3.3.3 太陽帆的特性
3.3.4 太陽帆結(jié)構(gòu)與材料
3.3.5 太陽帆展開技術(shù)
3.3.6 技術(shù)試驗(yàn)演示驗(yàn)證
第4章 增阻離軌清除技術(shù)
4.1 膨脹泡沫增阻離軌
4.1.1 基本構(gòu)想
4.1.2 泡沫分析選擇
4.1.3 任務(wù)航天器設(shè)計
4.1.4 應(yīng)用案例分析
4.2 靜電力增阻離軌
4.2.1 基本概念
4.2.2 數(shù)學(xué)模型
4.2.3 原理實(shí)驗(yàn)
4.3 粉塵攔阻離軌
4.3.1 單顆碎片與人造粉塵的相互作用
4.3.2 考慮空間碎片密度時的作用效果
4.3.3 分析結(jié)論
第5章 捕獲離軌清除技術(shù)
5.1 空間碎片捕獲離軌方法概述
5.2 空間拖船捕獲離軌
5.2.1 機(jī)械臂
5.2.2 △v預(yù)算
5.2.3 推進(jìn)器
5.2.4 技術(shù)試驗(yàn)演示驗(yàn)證
5.3 空間繩系捕獲離軌
5.3.1 基本工作模式
5.3.2 目標(biāo)捕獲裝置
5.3.3 空間繩網(wǎng)系統(tǒng)組成與捕獲過程
5.3.4 技術(shù)試驗(yàn)演示驗(yàn)證
5.3.5 典型空間繩系清除系統(tǒng)計劃
5.4 容器收集器捕獲離軌
5.4.1 容器收集器的技術(shù)特性
5.4.2 氣凝膠收集器
5.4.3 IAD-C實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
5.5 天基磁場發(fā)生器捕獲離軌
第6章 服務(wù)后重用清除技術(shù)
6.1 在軌維修后重用
6.1.1 航天器維修性
6.1.2 在軌維修方式
6.1.3 在軌模塊更換
6.1.4 技術(shù)試驗(yàn)演示驗(yàn)證
6.2 在軌加注后重用
6.2.1 在軌加注方式
6.2.2 技術(shù)試驗(yàn)演示驗(yàn)證
第7章 自主離軌清除技術(shù)
7.1 充氣裝置自主離軌
7.2 制動帆自主離軌
7.3 太陽帆自主離軌
第8章 空間碎片清除任務(wù)設(shè)計
8.1 任務(wù)需求分析
8.1.1 目標(biāo)碎片篩選
8.1.2 降低現(xiàn)役航天器威脅
8.1.3 限制碎片數(shù)量增長
8.2 技術(shù)方案比較與評價
8.2.1 技術(shù)方案分類比較
8.2.2 技術(shù)方案綜合評價
8.3 典型任務(wù)設(shè)計
8.3.1 碎片清除順序
8.3.2 目標(biāo)碎片的特性分析
8.3.3 清除方案總體構(gòu)想
8.3.4 任務(wù)程序與步驟
8.3.5 地面測控任務(wù)
8.3.6 任務(wù)設(shè)計示例
第9章 法規(guī)政策與國際合作
9.1 法規(guī)政策
9.1.1 國際空間組織
9.1.2 國際空間法
9.1.3 國家空間政策
9.1.4 法規(guī)政策的困境
9.2 國際合作
9.2.1 開拓碎片清除市場
9.2.2 實(shí)現(xiàn)信息共享
9.2.3 完善空間法規(guī)政策
參考文獻(xiàn)
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