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空间碎片规避技术综述
资料介绍
随着人类航天活动的持续推进，低地球轨道（LEO）、地球同步轨道（GEO）等核心航天区域的空间碎片密度持续增长，截至2024年，全球已经跟踪编目的直径大于10厘米的空间碎片超过5.8万个，直径1厘米至10厘米的碎片数量超过100万个，直径小于1厘米的微小碎片更是超过1亿个。这些空间碎片以平均7.8km/s的相对速度在轨道运行，即使是1厘米大小的碎片也能够击穿航天器的舱壁，摧毁卫星的敏感载荷，对现役航天器、载人空间站和航天员的安全构成了严重威胁。空间碎片规避技术已经成为当前航天领域保障在轨资产安全、维持航天活动可持续发展的核心技术之一。
一、空间碎片监测与预警技术
空间碎片规避的前提是能够准确获取碎片的轨道参数，预判碰撞风险，监测与预警技术是整个规避体系的基础支撑。
1.1 地基监测系统
地基监测系统是当前空间碎片监测的核心力量，主要包括雷达和光学望远镜两类设备。雷达系统能够全天候、全天时对低轨道碎片进行探测，不受光照和天气条件的影响，目前全球代表性的地基雷达系统包括美国航天监视网络的海斯雷达、ALTAIR雷达，欧洲空间局的EISCAT雷达，中国的喀什佳木斯雷达站等。这类雷达可以对直径大于10厘米的LEO碎片实现稳定跟踪，测量精度能够达到百米量级，轨道预报误差在数公里以内，满足常规碰撞预警的需求。光学望远镜系统则适合探测高轨道的大尺寸碎片，通过探测碎片反射的太阳光实现观测，代表性系统包括美国的GEODSS系统，欧洲的OGS望远镜，中国的紫金山天文台空间碎片观测网等。光学望远镜对GEO轨道直径大于1米的碎片探测率超过90%，轨道测量精度可以达到角秒级，能够为GEO卫星的碰撞预警提供准确的数据支撑。
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