空间碎片导论  070402M04005H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:刘静,吴相彬,程昊文,张耀,甘庆波
授课时间: 星期四,第5、6、7 节
授课地点: 教一楼324
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
课程编号: 070402M04005H 课时: 54 学分: 3.00
课程属性: 专业核心课 主讲教师:刘静,吴相彬,程昊文,张耀,甘庆波 助教:王东方
英文名称: Introduction of Space Debris 召集人:

教学目的、要求

为研究生/博士生系统了解空间碎片的基本理论、掌握该学科的基本研究方法、了解该领域的现状和发展方向,并未从事相关具体研究提供理论基础。

预修课程

教 材

自编教材

主要内容

本课程的授课内容由8部分组成:
第一部分 空间碎片基本理论(6学时)
    第1讲 基本概念(3学时)
    空间碎片的定义、空间碎片的及来源和分类、空间碎片轨道分布、空间碎片的危害、碰撞实例介绍。
    第2讲 基本理论(3学时)
   轨道力学基本理论、轨道根数及影响因素。

第二部分 空间碎片监测技术(9学时)
第1讲 地基雷达探测与地基望远镜探测(3学时)
地基雷达的探测原理、地基望远镜探测原理、地基设备探测能力介绍。
第2讲 天基探测技术与天地组网探测(3学时)
国内外天基探测设备介绍、天基设备能力介绍、组网优化、碎片监测方案设计、国外监测网建设介绍。
    第3讲 空间碎片轨道和数据处理(3学时)
    定轨理论和预报理论、光学图像数据处理技术、雷达数据处理技术、高精度数据处理技术、国内外数据处理系统介绍。

第三部分 空间碎片预警技术(6学时)
第1讲空间碎片预警技术
交会计算筛选方法、轨道交会计算方法、碰撞概率及影响因素、在轨预警流程、发射预警流程、规避流程、国内外预警服务介绍、国内外预警服务软件系统介绍、空间突发事件(解体、碰撞、陨落)应对技术。
第2讲 近地天体预警技术(3学时)
近地天体的来源及分类、各尺度近地天体的撞击危害及实例、国际监测网建设、预警技术、防御技术、监测及防御相关的国际组织。

第四部分 空间碎片防护与减缓(9学时)
    第1讲 空间碎片防护技术(3学时)
基本原理、空间碎片分布工程模型、撞击概率、系统总体防护设计、	防护结构、防护材料、防护设计标准、防护设计流程
    第2讲 航天器各阶段减缓策略(3学时)
减缓技术标准概述、ISO减缓标准体系介绍、航天器各阶段设计要求、再入阶段风险评估流程及软件介绍。
     第3讲 空间碎片清除技术(3学时)
    清除策略(重点清除区域、清除对象选择原则)、清除手段(拖离清除、碎裂清除、增阻清除)、	清除实施(清除碎片的选定、清除者的确定、清除的责任和权力、清除成本预算、清除风险和效果评估等)、 清除技术、多目标清除任务方案设计。

第五部分 空间交通管理与法律法规(6学时)
     第1讲 空间交通管理(3学时)
    空间交通管理概念、空间交通的特点、	空间交通管理的任务、空间交通管理框架、空间交通管理的技术问题、航天器在各阶段(发射、在轨、任务后处置)的交通管理、大型星座交通管理。国内外环境演化模型及其发展历程、国内外主要解体模型发展及现状、环境演化计算软件介绍。
    第2讲 国际法律法规及空间交通管理(3学时)
    空间碎片相关国际条约及公约相关内容及发展历程介绍,外空国际规则。

第六部分 参观实习(9学时)
第1讲 碰撞预警实习(3学时)
国家航天局碎片中心现场实习,学习我国在用卫星预警服务流程、国内监测数据处理、危险交会应对、预警系统的使用。
第2讲 测站实习(3学时)
测站现场实习,学习碎片探测技术。
第3讲 基于STK软件的空间事件分析技术(3学时)
学习利用STK软件进行碰撞交会、陨落预报、监测仿真等分析技术。

第七部分 文献研讨(6学时)
    安排2次文献研讨,时间安排在期中和邻近期末。

第八部分 期末考试安排(3学时)
    组织期末考试。

参考文献

空间碎片,都亨,张文祥,庞宝君,刘静编著,中国宇航出版社2007年出版