空间态势感知的主要任务之一是空间目标监测和编目,目的是提供全链条轨道数据服务,其中包括空间目标的再入和陨落预报。Spacetrack网站向全球用户提供了公开可获取、编目空间目标数量最多的两行轨道根数(two line element,TLE)数据库,是开展空间目标轨道力学研究的重要数据源。如何利用该数据库实现无控目标再入时间、位置和坠落区域的精确预报,对于空间碎片管理和地面的安全评估至关重要。利用TLE数据对空间目标进行无控再入预报,一般包括TLE异常清理、弹道系数估计、轨道确定和再入预报。围绕这几个关键环节,论文主要内容如下。
充气式再入与降落技术(IRDT——Inflatable Reentry and Descent Technology)是近年来出现的一种新型的航天回收技术。它的结构简单、回收成本低,极大地改善了返回式飞行器的气动加热环境,同时降低了飞行器表面的热流密度。本文在现有技术的基础上提出了一种可控方向的再入充气罩,研究表明将其应用于返回式飞行器的回收时,可在低密度大气层内将飞行器的速度降至较低水平(20m/s以内),从而降低了对防热材料的要求。另外,在没有附加动力装置的情况下可通过对充气罩气囊的充/放气来主动控制返回式飞行器的姿态,从而控制着陆点的方位。数值模拟结果表明该再入充气罩可为返回式飞行器提供足够的阻力和偏转力矩,从而起到减速和控制的作用。气动热分析结果表明:该再入充气罩在返回过程中的气动加热情况(最大热流密度为426kW/m2)远小于传统返回舱(最大热流密度为4826kW/m2),从而大幅度地降低了防热系统设计的复杂度。
