濺射物軌道演化分析及其碎片環(huán)境建模研究.pdf

1、濺射物是空間碎片的主要來源之一，也稱為二級碎片，是由尺寸較小的空間碎片經(jīng)超高速撞擊航天器后反向濺射生成。濺射物屬于小于1mm的微小碎片，所攜帶能量不足以穿透航天器表面，卻可以對撞擊點附近的航天部件帶來累積撞擊損傷，導(dǎo)致航天器表面材料退化，干擾光電探測信號，干擾電路通訊和產(chǎn)生電弧放電等。國外自上世紀90年代開始對濺射物的產(chǎn)生過程、濺射物對航天器的危害及濺射碎片環(huán)境工程建模進行研究，我國在最近幾年也開始逐步開展微小碎片的研究，但研究方向相對

2、單一，內(nèi)容相對滯后。本文針對小碎片研究的開拓性需求，以濺射物為主要研究對象，采用數(shù)值仿真的方法建立濺射物的軌道演化仿真模型，開展濺射物軌道演化規(guī)律的研究，并在前人的基礎(chǔ)上分析濺射物的空間碎片環(huán)境建模方法。
　　本文主要包括三部分內(nèi)容：
　　首先，系統(tǒng)地調(diào)研了濺射物源模型、濺射物的軌道演化及建模的國內(nèi)外研究狀況，并在此基礎(chǔ)上，提出了利用數(shù)值仿真和統(tǒng)計理論分析濺射物軌道演化規(guī)律及探尋工程建模方法的研究方案。
　　其次，介紹

3、了MASTER-2009濺射物源模型，并分析了模型中各變量之間的關(guān)系，給出了各參數(shù)的選擇范圍；根據(jù)軌道動力學原理，綜合濺射物自身特點，建立了軌道預(yù)報模型。
　　然后，建立濺射物演化模型，確定目標衛(wèi)星的軌道參數(shù)、濺射物的特征參數(shù)和仿真時間；進行仿真實驗，分別對不同參數(shù)條件下產(chǎn)生的濺射物云團進行計算，獲得濺射物的演化數(shù)據(jù)；統(tǒng)計仿真結(jié)果，分析濺射物云團的演化規(guī)律，探尋演化過程與初始參數(shù)的關(guān)系。
　　最后，介紹濺射物空間建模的一般方