支持ADR的空间碎片自转状态观测和研究

The space enviroment and the safe of operating space crafts are now influenced by the problem of space debris. The Active Debris Removal method, which could remove orbital objects much more directly and effectively, is considered in recent years. The spin information of debris is very important to ADR. The whole process of ADR, the choice of target to be removed, the determination of removing time, the choice of removing method, need to kown specific spin information of debris. So the spin and evolutiong of debris are worth to be observed and researched. This project intends to make the following observation and research work: 1) The photometry, imaging and spectral observation of debris will be carried on. 2)The model of debris spin and its evolution based on observation will be set up. 3)A database, which supporting ADR operation, about spin information of debris will be built.

空间碎片的问题已经影响到了整个空间环境可用性和在轨人造飞行器的安全。近些年来，主动碎片清除机制被提出来，这是更为直接和有效的减少空间碎片数量的手段。清除目标的选择，准备合适的清除目标和清除时间段，准备合适的捕捉方式，这些过程都与目标的自旋状态息息相关。因此，空间目标的自旋信息在碎片清除过程中有重要的意义。此外，主动碎片清除中需要的一项技术环节是设法稳定快速旋转的清除目标, 并将其俘获。因此首先要了解目标的旋转特性及其演化。本申请拟开展如下碎片自转的观测和研究工作：1）空间碎片的光度、成像和光谱测量工作；2）基于观测的空间碎片自转状态和演化的模型建立工作；3）基于观测数据和模型，建立一个支持主动碎片清除的空间碎片自转信息数据库。

空间碎片的问题已经影响到了整个空间环境可用性和在轨人造飞行器的安全。 近些年来，主动碎片清除机制被提出来，这是更为直接和有效的减少空间碎片数量的手段。 清除目标的选择，准备合适的清除目标和清除时间段，准备合适的捕捉方式，这些过程都与 目标的自旋状态息息相关。因此，空间碎片的自旋信息在碎片清除过程中有重要的意义。本课题对利用地面光学望远镜获取空间碎片自转状态信息的观测方法和数据处理方法开展了一系列的研究，具体有：利用空域监视型设备进行空间碎片自转探测的高精度测光方法，使这类设备的测光精度在整个可观测亮度范围内都可以好于0.3星等，利用其大批量自动观测的特点，使得大量碎片的光度日常自动获取成为可能；利用捆绑望远镜开展了空间碎片高频多色测量的研究，获取了一批大尺寸碎片的观测数据并进行了细致的数据分析，从结果来看，测光精度优于空间碎片色指数的变化幅度，可以较为真实的反映碎片的颜色变化，色指数在光度的基础上，可提供额外的信息，帮助认知空间碎片；开展了空间碎片光变周期分析方法的研究工作，并获取了光变周期性很强的近一百个目标，绝大部分为碎片；建立了一个涵盖了10000余个目标历时8年半数据的空间碎片光度数据库。本课题的研究，基本解决了利用地面光学望远镜获取空间碎片自转状态信息的观测方法和数据处理方法的一系列关键技术问题，建立了对空间碎片自转状态观测特性的基本了解，可为碎片主动清除提供有用的信息，具有很高的科学意义和应用价值。