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空间物体解体碎片云的长期演化建模与分析
  • ISSN号:1000-758X
  • 期刊名称:《中国空间科学技术》
  • 时间:0
  • 分类:V528[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
  • 作者机构:[1]国防科技大学航天科学与工程学院,长沙410073, [2]清华大学航天航空学院,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金(11572168)
中文摘要:

空间碎片云由空间物体解体产生的大量空间碎片组成,由于其相对集中地分布在有限的空间内,将会对临近航天器产生较大的碰撞威胁。为了分析解体碎片云长期分布特点,文章首先利用数值积分方法对空间碎片云短期分布规律进行了研究;在此基础上,针对处于环状分布的碎片云,根据碎片所在的轨道高度和具有的面质比值,将碎片划分到不同分组,以每个组作为研究对象,建立了描述碎片云在大气阻力作用下的解析演化模型。模型避免了对单个解体碎片的运动状态进行积分,可大大降低对计算资源和计算时间的需求。考虑在高度为1422km圆轨道上运行的物体,解体产生了1780个碎片,利用解析演化模型得到碎片云未来50年内的演化分布状态。数值结果表明,碎片云的峰值密度在解体物体轨道高度附近,并在大气阻力作用下向更大高度区间内扩散;较低高度区间内碎片密度具有先增加,然后在大气阻力作用下不断减少的特点。

英文摘要:

A space debris cloud consists of numerous breakup fragments which are originated from an instinct space object. As the breakup fragments are in a concentrated distribution, those spacecraft in the neighborhood of the breakup objects will face a serious threat of collision. In order to evaluate the long-term evolution of space debris, the propagation of space debris cloud for a short-term period was analyzed numerically. Based on the stable distribution characteristic of the debris cloud, fragments were divided into several groups according to their orbital heights and area-mass ratios. The long-term distribution under the perturbation of atmosphere drag was described by an analytic evolution model. Comparing with all the fragments propagating individually, the analytic model was more efficient and less timeconsuming. The evolution of a breakup debris cloud consists 1 780 breakup fragments, and was obtaired for the next fifty years. Results show that the peak spatial density of the debris cloud is around the height of the breakup object and will spread into a broader height interval continuously, and the fragments in the lower height interval will firstly increase and then decrease under the perturbation of air drag.

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期刊信息
  • 《中国空间科学技术》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国航天科技集团公司
  • 主办单位:中国空间技术研究院
  • 主编:侯深渊
  • 地址:北京市海淀区知春路82号北京空间科技信息研究所
  • 邮编:100086
  • 邮箱:zgkj1981@163.com
  • 电话:010-68745321 62542333
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-758X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1859/V
  • 邮发代号:82-595
  • 获奖情况:
  • 1991年获首届国防科技期刊三等奖,1997年获第二届期刊评比二等奖,2001年入选“中国期刊方阵”并进入“双百”期刊,2008年被评为中国精品科技期刊,2010年获优秀国防科技情报期刊成果三等奖,被EI检索正式收录
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:4318