【摘要】：空間碎片云由空間物體解體產(chǎn)生的大量空間碎片組成,由于其相對集中地分布在有限的空間內(nèi),將會對臨近航天器產(chǎn)生較大的碰撞威脅。為了分析解體碎片云長期分布特點,文章首先利用數(shù)值積分方法對空間碎片云短期分布規(guī)律進(jìn)行了研究;在此基礎(chǔ)上,針對處于環(huán)狀分布的碎片云,根據(jù)碎片所在的軌道高度和具有的面質(zhì)比值,將碎片劃分到不同分組,以每個組作為研究對象,建立了描述碎片云在大氣阻力作用下的解析演化模型。模型避免了對單個解體碎片的運動狀態(tài)進(jìn)行積分,可大大降低對計算資源和計算時間的需求�？紤]在高度為1 422km圓軌道上運行的物體,解體產(chǎn)生了1 780個碎片,利用解析演化模型得到碎片云未來50年內(nèi)的演化分布狀態(tài)。數(shù)值結(jié)果表明,碎片云的峰值密度在解體物體軌道高度附近,并在大氣阻力作用下向更大高度區(qū)間內(nèi)擴散;較低高度區(qū)間內(nèi)碎片密度具有先增加,然后在大氣阻力作用下不斷減少的特點。
[Abstract]:Space debris cloud is composed of a large number of space debris generated by the disintegration of space objects. Because of its relatively concentrated distribution in a limited space, it will cause a great threat of collision to nearby spacecraft. In order to analyze the long-term distribution characteristics of debris clouds, the short-term distribution of space debris clouds is studied by numerical integration method, and based on this, the debris clouds in annular distribution are studied. According to the orbital height and the surface mass ratio of the debris, the debris is divided into different groups. Taking each group as the research object, an analytical evolution model describing the debris cloud under atmospheric drag is established. The model avoids the integration of the motion state of a single fragment and greatly reduces the need for computing resources and time. Considering objects orbiting at an altitude of 1 422km, a total of 1 780 fragments were generated by disintegration, and the evolution distribution of debris cloud in the next 50 years was obtained by using analytical evolution model. The numerical results show that the peak density of debris cloud diffuses to the higher altitude region under the action of atmospheric drag near the orbital height of the disintegrated object, and the debris density increases first in the lower altitude region. Then under the action of atmospheric resistance, the characteristics of decreasing.
【作者單位】： 國防科技大學(xué)航天科學(xué)與工程學(xué)院;清華大學(xué)航天航空學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(11572168)
【分類號】：V528

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本文編號：2216906