目 錄 第1章 空間碎片危機1 第2章 塑造我們對空間運行環境的認知4 2.1 空間態勢感知和空間交通管理的介紹4 2.2 空間態勢感知和空間交通管理的定義5 2.2.1 空間態勢感知5 2.2.2 空間交通管理7 2.3 什么是空間環境管理以及它適用于哪些地方9 2.4 空間交通管理是否應該包含監管、監測和執行9 2.5 合適法律框架的重要性10 2.5.1 相關空間態勢感知和空間交通管理的屬性10 2.6 如何評估交會11 2.7 是什么讓空間態勢感知和空間交通管理如此具有挑戰性13 2.8 誰來提供空間態勢感知和空間交通管理服務14 2.8.1 傳統的空間態勢感知和空間交通管理服務15 2.8.2 其他的 空間態勢感知和空間交通協調提供者18 2.8.3 定義商業空間態勢感知和空間交通管理選項20 2.8.4 空間態勢感知和空間交通管理商業服務選項的歷史20 2.8.5 描述空間態勢感知性能21 2.9 作為空間環境長期可持續發展基礎的空間態勢感知和空間交通 管理23 2.10 高質量空間態勢感知和空間交通管理的重要性24 2.11 空間態勢感知和空間交通管理標準的重要性26 2.12 空間態勢感知和空間交通管理標準的適用場合27 2.13 空間數據交換的 重要性29 2.14 算法真的很重要：火箭科學 是如此30 2.15 算法和輸入：綜合性全源數據融合場景31 2.16 迫切需要改進空間態勢感知和空間交通管理的情況34 2.16.1 當前的空間碎片環境34 2.16.2 碰撞已經在發生36 2.16.3 空間中碰撞和 的長遠影響36 2.16.4 操作人員已經在努力開展響應性操作、識別和避免碰撞38 2.16.5 活躍衛星的數量可能增加10倍39 2.16.6 跟蹤到的碎片數量可能增加10倍40 2.16.7 交會與接近操作和在軌服務的出現40 2.16.8 多的商業和 空間運營中心41 2.16.9 比之前需要 多的空間交通協調41 2.16.10 空間行為者的增加41 2.16.11 不斷增加的空間飛行器和操作復雜性41 2.16.12 的空間態勢感知處理算法和可擴展的體系結構42 2.17 關于空間態勢感知和空間交通管理的總結42 縮略語42 詞匯表44 延伸閱讀48 參考文獻49 第3章 空間碎片可持續性：理解和參與外層空間環境52 3.1 引言52 3.2 科技研究視角的觀點53 3.3 空間碎片和社會技術可持續性挑戰54 3.3.1 有限邊界、有限環境下的空間可持續性55 3.3.2 作為一個安全問題的空間可持續性56 3.4 作為一種雙向風險現象的空間碎片58 3.5 本章小結59 縮略語60 詞匯表61 延伸閱讀61 參考文獻62 第4章 擁擠軌道空間碎片的離軌/轉軌方法概述64 4.1 引言64 4.2 空間碎片離軌或轉軌的工程解決方案65 4.2.1 系繩系統65 4.2.2 電動系繩67 4.2.3 機械臂67 4.2.4 非接觸式激光系統69 4.2.5 非接觸式離子束系統69 4.2.6 太陽帆和可展開的附加氣動舵面69 4.3 空間碎片群的飛越優化70 4.3.1 大型空間碎片移到處置軌道的方式和目標物體之間的轉移方案70 4.3.2 低地球軌道空間碎片離軌到處置軌道的 種轉移方案建議71 4.3.3 低地球軌道空間碎片離軌到處置軌道的第二種轉移方案建議73 4.3.4 在低地球軌道中確定空間碎片轉移序列的復合解決方案74 4.3.5 地球靜止軌道空間碎片轉軌到處置軌道的轉移方案75 4.4 空間公司和機構的項目概況76 4.4.1 軌道服務問題：碎片主動清除技術發展的關鍵載體76 4.4.2 歐洲服務任務項目78 4.4.3 美國服務任務項目79 4.4.4 日本服務任務項目81 4.4.5 太陽帆任務：航天器使用壽命結束時被動離軌的可用技術81 4.5 本章小結82 縮略語82 詞匯表83 延伸閱讀84 參考文獻84 第5章 基于商用現貨技術的空間碎片減緩90 5.1 引言90 5.2 與目標碎片交會時的制導和導航技術93 5.3 用于智能空間相機的商用現貨技術94 5.3.1 熱真空條件94 5.3.2 輻射條件95 5.4 利用商用現貨技術進行空間碎片清除的視覺制導和導航系統96 5.4.1 系統架構97 5.4.2 電力系統97 5.4.3 用于圖像預處理和接口的現場可編程門陣列99 5.4.4 軟件實現和開發環境99 5.4.5 空間機器人方面取得的成就99 5.5 本章小結101 縮略語101 詞匯表102 延伸閱讀102 參考文獻103 第6章 解決不可避免的問題：與空間碎片減緩和補救相關的 法律和政策問題108 6.1 引言108 6.2 空間碎片：一個緊迫的問題109 6.3 目前關于空間碎片的 法律框架110 6.4 空間碎片減緩：主要 指南概述112 6.4.1 IADC指南和COPOUS指南的內容113 6.4.2 關于空間碎片減緩的不足和機會115 6.5 空間碎片補救：法律問題和潛在答案116 6.5.1 補救路上的法律障礙116 6.5.2 補救的機會和可能的解決方案118 6.6 本章小結118 縮略語119 詞匯表119 延伸閱讀120 參考文獻120 第7章 在空間碎片問題背景下的空間活動風險評估124 7.1 引言124 7.2 空間碎片相關的風險125 7.2.1 空間碎片的法律環境126 7.2.2 與空間碎片有關的風險129 7.2.3 與碎片清除項目有關的風險130 7.3 面向保險市場的風險轉移131 7.3.1 現有的空間保險覆蓋范圍131 7.3.2 應用到空間碎片領域133 7.4 空間保險的可能發展136 7.4.1 空間保險市場概述136 7.4.2 保險支持：思路137 7.5 本章小結138 縮略語138 詞匯表138 延伸閱讀139 參考文獻140 第8章 空間部門的彈性及其治理方法142 8.1 將天基資產作為關鍵基礎設施：基礎設施相互影響的災難場景142 8.2 天基基礎設施的彈性定義和衡量指標149 8.3 從科學到風險治理155 8.4 將空間碎片作為系統性風險引入160 8.5 結論：走向風險轉移161 縮略語163 詞匯表165 延伸閱讀165 參考文獻166 第9章 機會之道174