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內(nèi)容簡介

　　隨著人類航天活動的頻繁展開，空間碎片帶來的問題和威脅已不容忽視。為全面認識和了解空間碎片，本書從探測、預警、防護和減緩四個方面展開討論。在空間碎片探測方面，主要介紹地基和天基的探測技術及設備等內(nèi)容。在空間碎片預警方面，主要介紹空間碎片環(huán)境的建模方法、原理及特點，空間碎片預警系統(tǒng)與策略等內(nèi)容。在空間碎片防護方面，主要介紹航天器的防護結構和材料，防護任務設計方法等內(nèi)容，在空間碎片減緩方面，主要介紹碎片清除的任務設計和主動清除方法等內(nèi)容。此外，還介紹了與空間碎片相關的政策法規(guī)、國際合作等內(nèi)容。本書適合于航空宇航科學與技術、安全技術及工程等學科的研究生閱讀，也可供從事空間碎片和航天器工程領域研究工作的技術人員參考使用。

作者簡介

　　張景瑞，1974年2月生，北京理工大學教授、博士生導師，2018年度國家杰出青年科學基金獲得者；兼任中國自動化學會空間及運動體控制專業(yè)委員會委員、中國力學學會動力學與控制專業(yè)委員會委員、中國振動工程學會非線性振動專業(yè)委員會委員；受邀擔任宇航領域著名期刊Acta Astronautica客座主編，及國內(nèi)和國際多個期刊編委。

圖書目錄

第 1 章　緒論 001
1.　1 空間碎片概述　002
　1. 1. 1 空間碎片簡介　002
　1. 1. 2 空間碎片來源及分類　003
　1. 1. 3 空間碎片危害　006
1.　2 空間碎片研究的關鍵技術　009
　1. 2. 1 探測技術　009
　1. 2. 2 預警技術　009
　1. 2. 3 防護技術　010
　1. 2. 4 減緩技術　010
1.　3 關于空間碎片的協(xié)議　011
　1. 3. 1 機構和組織　011
　1. 3. 2 國際協(xié)議　014
　1. 3. 3 方法政策　015
第　2 章空間碎片探測技術　017
2.　1 引言　018
2.　2 地基探測技術　019
　2. 2. 1 地基雷達探測　020
2.　2. 2 地基光學探測　023
　2. 2. 3 地基探測網(wǎng)　028
2.　3 天基探測　030
　2. 3. 1 天基遙感探測　032
　2. 3. 2 天基光學探測　033
　2. 3. 3 天基雷達探測　033
2.　4 天基和地基探測技術發(fā)展趨勢　035
第3　章空間碎片的環(huán)境模型　039
3.　1 軌道攝動與軌道預報　040
　3. 1. 1 軌道根數(shù)　040
　3. 1. 2 軌道預報　042
　3. 1. 3 軌道攝動　045
3.　2 空間環(huán)境模型　049
　3. 2. 1 短期工程模型　050
　3. 2. 2 長期演化模型　055
3.　3 新形勢下的空間環(huán)境分析　059
　3. 3. 1 星鏈計劃對空間環(huán)境的影響　059
　3. 3. 2 大規(guī)模星座的研究現(xiàn)狀　061
第4　章空間碎片的預警系統(tǒng)　069
4.　1 空間碎片碰撞預警概述　070
4.　2 空間碎片碰撞預警計算方法　072
　4. 2. 1 危險目標篩選　073
　4. 2. 2 小距離計算方法　074
　4. 2. 3 碰撞概率計算方法　076
4.　3 空間碎片碰撞預警策略　078
4.　4 空間碎片碰撞預警系統(tǒng)設計　080
　4. 4. 1 空間碎片碰撞預警系統(tǒng)　080
　4. 4. 2 空間碎片碰撞風險評估系統(tǒng)　083
4.　5 空間碎片碰撞預警研究的發(fā)展趨勢　089
第5　章空間碎片的防護結構與材料　091
5.　1 緒論　092
5.　2 空間環(huán)境影響　094
5.　4 先進防護材料　100
5.　5 防護構型　103
　5. 5. 1 Whipple 防護構型　104
　5. 5. 2 填充Whipple 防護構型　105
　5. 5. 3 鋁網(wǎng)雙層緩沖防護構型　105
　5. 5. 4 多層沖擊防護構型　106
　5. 5. 5 其他防護構型　107
　5. 5. 6 新型防護構型　108
　5. 5. 7 空間輻射防護結構　110
5.　6 航天器防護設計基本原則與改進　111
　5. 6. 1 航天器防護原則　111
　5. 6. 2 防護結構設計與改進措施　112
第6　章空間碎片的防護系統(tǒng)設計　115
6.　1 航天器撞擊風險估計　116
6.　2 超高速碰撞地面試驗方法　118
　6. 2. 1 輕氣炮技術　119
　6. 2. 2 電磁炮技術　121
　6. 2. 3 其他發(fā)射技術　122
　6. 2. 4 相關地面撞擊試驗　122
6.　3 超高速碰撞數(shù)值仿真方法　125
6.　4 航天器易損性分析及解體模型　127
6.　5 防護系統(tǒng)設計的關鍵技術　129
6.　6 防護的發(fā)展趨勢　130
6.　7 防護工程設計應用　133
　6. 7. 1 國際空間站　133
　6. 7. 2 “天宮” 系列　134
　6. 7. 3 火星探測　134
第7　章空間碎片減緩清除任務設計　139
7.　1 空間碎片減緩概述　140
　7. 1. 1 減緩技術指南和標準　140
　7. 1. 2 預防類減緩措施　144
　7. 1. 3 清理類減緩措施　147
7.　3 主動清除的目標及策略　150
7.　4 技術方案設計　152
　7. 4. 1 目標篩選　152
　7. 4. 2 LEO 碎片清除　152
　7. 4. 3 GEO 碎片清除　153
　7. 4. 4 方案評價　154
　7. 4. 5 在軌試驗簡介　154
第8　章空間碎片的主動清除技術　157
8.　1 引言　158
8.　2 推移離軌技術　159
　8. 2. 1 離子束推移離軌　160
　8. 2. 2 激光推移離軌　162
　8. 2. 3 太陽帆推移離軌　166
8.　3 增阻離軌技術　168
　8. 3. 1 靜電力增阻離軌　168
　8. 3. 2 膨脹泡沫增阻離軌　169
　8. 3. 3 粉塵增阻離軌　171
8.　4 自主離軌技術　172
　8. 4. 1 制動帆自主離軌　173
　8. 4. 2 充氣裝置自主離軌　173
　8. 4. 3 太陽帆自主離軌　174
8.　5 捕獲離軌技術　174
　8. 5. 1 空間拖船捕獲離軌　175
　8. 5. 2 空間系繩捕獲離軌　175
　8. 5. 3 天基磁場發(fā)生器捕獲離軌　178
　8. 5. 4 容器收集器捕獲離軌　179
第9　章空間碎片的法規(guī)建設　181
9.　1 國際條約與法規(guī)建設　182
　9. 1. 1 國際相關法規(guī)建設進程　182
　9. 1. 2 “外空憲章” ——— 《外空條約》　183
　9. 1. 3 《責任公約》和《登記公約》　185
　9. 1. 4 《IADC 減緩指南》和《外空委減緩指南》　188
9.　2 主要空間大國的相關法規(guī)建設　190
　9. 2. 1 美國有關空間碎片的法規(guī)建設　190
　9. 2. 2 俄羅斯有關空間碎片的法規(guī)建設　192
9.　3 國內(nèi)關于空間碎片的立法現(xiàn)狀　192
　9. 3. 1 立法基礎和進程　192
　9. 3. 2 空間碎片相關的法規(guī)建設　195
9.　4 空間碎片法規(guī)建設的不足與發(fā)展　197
　9. 4. 1 國際空間碎片相關法規(guī)的不足　197
　9. 4. 2 國內(nèi)空間碎片相關法規(guī)建設的完善與發(fā)展　199
參考文獻　201
索引　208