航天器空间碎片环境风险评估技术研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:forgauss
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随着人类航天活动的增加,低地球轨道的空间碎片问题日益突出.这些人造天体在空间以平均7km/s的速度运动,相对航天器的速度更高.与航天器一旦相遇,将发生严重的撞击.这类撞击属于超高速碰撞的范畴,后果极其严重,可能导致航天器部分功能的失效甚至任务终止,对于载人航天来讲,还对乘员的人身安全形成严重威胁.由于上述原因,长寿命、高可靠性、安全性要求的航天器在发射之前,就应该进行空间碎片撞击风险评估.该文就是对此评估技术进行研究.风险评估技术是空间碎片研究的一个重要组成部分,它主要包括空间碎片环境模型应用研究、航天器建模技术和评估概率计算方法,其中评估概率计算方法居于核心地位,是该研究的主要内容.该研究按照下述内容展开.首先,在全局性、发展性的设计理念下,确定了空间碎片通量理论、空间碎片环境模型、航天器建模和评估概率计算方法4个系统.然后对各个方面进行详细研究,提出了空间碎片环境标准模型表述,完善了空间碎片的通量理论和航天器模型体系.然后,对评估概率计算方法进行深入的探讨.在对通量理论和风险评估原理进行研究的基础上,提出了撞击及失效概率的积分-求和解法.对于其中涉及的遮挡效应问题,提出了一种新的算法.其次,简要介绍了计算机代码的实现过程.对国际空间碎片研究权威组织为风险评估代码提供的标准工况校验算例进行了计算,并对结果进行分析.最后得出结论并展望了该研究进一步的发展方向.
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