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利用天基激光器使翻滚物体脱轨——立方星案例研究

DOI：10.1016/j.asr.2020.01.002 期刊：Advances in Space Research 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 本文展示了利用天基激光系统进行主动空间碎片清除的研究。通过将激光束和目标表面分别离散为多条光线和有限元，建立了激光-目标相互作用模型以研究激光烧蚀过程?？⒘烁弑Ｕ孀颂?轨道传播工具，用于计算激光作用产生的线动量和角动量以及其他摄动力影响。该激光系统仅在满足三项触发条件时才会启动。数值模拟中，利用国际空间站发射的激光脉冲使一颗初始处于翻滚状态的3U立方星脱离轨道。结果表明，采用天基激光作用清除翻滚立方星的方法具有有效性——经过2小时传播后，约30分钟内目标近地点高度降低了约2.4公里。研究还发现，对于初始旋转速度更快的物体，激光作用效果更为显著。
作者： Yang Yang，Erik Klein，Luc Sagnières
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究利用天基激光系统进行主动空间碎片清除的有效性，重点关注使翻滚的立方体卫星脱离轨道。

研究成果

该研究验证了天基激光系统使翻滚立方星脱轨的有效性，显示出显著的近地点高度降低效果。初始旋转速度越快，激光作用效果越显著。该方法为积极清除太空碎片提供了一种可行途径，在具备充分目标特征识别的条件下，可推广应用于其他太空碎片场景。

研究不足

该研究假设质量恒定，并忽略激光作用过程中的形状变形。激光脉冲产生采用高斯光束分布建模，导致结果存在随机性?；髦懈怕抒兄瞪瓒ń系?，可能低估实际效能。未考虑质量损失和转动惯量变化对动量计算的影响。

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