星座卫星爆炸对空间碎片环境演化的影响分析
Impact of Constellation Satellite Explosions on the Space Debris Environment Evolution
袁雨润 1杨科莹 1张景瑞 1李林澄2
作者信息
- 1. 北京理工大学宇航学院,北京 100081
- 2. 北京航空航天大学宇航学院,北京 100191;南洋理工大学电气与电子工程学院,新加坡 639798
- 折叠
摘要
针对近年来巨型星座蓬勃发展和未来星座卫星爆炸解体对空间环境的隐患,构建了连续性方程与拓扑网络模型相结合的空间碎片环境演化模型,仿真分析了星座卫星爆炸与部署高度、卫星数量、任务后处置(PMD)时间的耦合作用对未来空间碎片环境的影响.结果表明,星座卫星爆炸会加剧空间环境的恶化,部署在1 200 km的1 440颗卫星星座,若卫星爆炸概率提升1%,总体空间物体数量将上升约18%,且在星座背景下,卫星任务后25年离轨处置的规则已无法满足空间环境可持续发展的需求.因此,减小星座卫星爆炸概率、发展高效的PMD策略对保障空间安全至关重要.
Abstract
A space debris evolution model is developed to address potential hazards from constellation satellite explosions,integrating the continuity equation with a topological network model.Subsequently,the coupled effects of constellation satellite explosions,deployment altitudes,the number of satellites,and the post mission disposal(PMD)time on the space debris environment are investigated.The results indicate that satellite explosions worsen the space environment.Taking an example of a constellation deployed at an altitude of 1 200 km with 1 440 satellites,a 1%increase in the explosion rate of satellites leads to an approximate 18%overall increase in the number of space objects.Moreover,the 25-year rule falls short of sustainable development of the space with constellations.Thus,reducing the explosion rate and improving PMD strategies are crucial for ensuring space security.
关键词
空间碎片/演化模型/星座卫星/爆炸解体/空间安全Key words
Space debris/Evolution model/Constellation satellites/Explosions/Space security引用本文复制引用
基金项目
科工局空间碎片项目(KJSP2020010301)
国家自然科学基金重点项目(12232003)
国家自然科学家基金杰出青年项目(11825201)
国家自然科学基金青年基金(12202025)
出版年
2024
NETL
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