[發明專利]一種空間碎片主動清除方法的功效評估方法與系統

有效

• 申請號: 202110271992.1
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN112949074B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 馮冠華;李文皓;張珩
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所;中國科學院力學研究所廣東空天科技研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明公開了一種空間碎片主動清除方法的功效評估方法，設定空間碎片主動清除方法的評估項目，為每個評估項目賦予功效權重；確定空間碎片主動清除方法的評估項目的評估方法，為每個評估項目設定具體的功效值，并將空間碎片主動清除方法與每個評估項目進行匹配計算，獲得評估結果對應的功效值；計算空間碎片主動清除方法的功效等級和反應空間碎片主動清除方法的成本、能耗與離軌效益之間關系的功效系數，表征空間碎片主動清除方法的功效評估結果，其評估系統包括系統控制模塊，方法信息獲取模塊和評估項目計算模塊。本發明定義了方法的功效等級、功效系數，可有效反應和明晰方法的總體特性和局部特性，簡單、明晰，給各個概念/方法的準確評估。

技術領域

本發明涉及空間碎片清除技術領域，具體涉及一種空間碎片主動清除方 法的功效評估方法與系統。

背景技術

空間碎片是人類空間活動的產物，對空間資源造成了巨大威脅。由于廢 棄衛星、火箭末級、災難性解體或碰撞等，已在地球空間軌道形成了碎片帶， 其中70％的空間碎片分布在低地球軌道，剩下大部分集中在地球同步軌道， 僅靠碎片的自然軌道衰減而進入大氣層燒毀，很難在短期內減少空間碎片的 增長速度。因此，大量的空間碎片主動清除概念、方法被提出，相應的地面/ 空間演示驗證實驗被實施。然而，沒有一種方法或概念能夠有效地清除合作/ 非合作的、翻轉的、不同軌道高度/軌道傾角的空間碎片，到目前為止仍沒有一次在軌實際任務實現空間碎片的清除。2019年，RemoveDEBRIS是世界上 首次完成在軌主動碎片清除演示驗證的衛星任務，成功驗證了空間飛網、飛 矛、視覺導航捕獲等技術。但是主動碎片清除依舊是亟待解決的技術難題。

目前問題：

大量文獻或報道實現了對現有的空間碎片清除方法進行了分類、優缺點 羅列等工作，提供了有效的方法對比，但是他們僅羅列方法優缺點，對地面/ 空間是否易于實施等方面進行了綜述，現有的空間碎片清除的概念/方法的成 本及效率被忽略，而概念/方法的成本及效率正是目前限制所有方法無法得到 實際空間實施的關鍵因素。

綜上，現有的針對空間碎片清除方法缺少綜合性的空間碎片清除的概念/ 方法的成本及效率的評估方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種空間碎片主動清除方法的功效評估方法與系 統，以解決現有的針對空間碎片清除方法缺少綜合性的空間碎片清除的概念/ 方法的成本及效率的評估方法的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明具體提供下述技術方案：

一種空間碎片主動清除方法的功效評估方法，包括步驟：

S100、設定包括但不限于技術成熟度、適用度、成本可接受度、能耗可 接受度、碎片離軌耗時尺度以及安全度的空間碎片主動清除方法的評估項目， 并為每個評估項目賦予功效權重；

S200、確定空間碎片主動清除方法的評估項目的評估方法，并為每個評 估項目設定具體的功效值，并將空間碎片主動清除方法與每個評估項目進行 匹配計算，獲得評估結果對應的功效值；

S300、通過每個評估項目的評估結果對應的功效值以及評估項目對應的 權重，計算空間碎片主動清除方法的功效等級和反應空間碎片主動清除方法 的成本、能耗與離軌效益之間關系的功效系數，利用功效等級和功效系數表 征空間碎片主動清除方法的功效評估結果。

作為本發明的一種優選方案，在S100中，所述技術成熟度，設定為技術 成熟度描述，空間碎片主動清除方法的技術等級和技術成等級對應的功效值；

所述適用度，設定為從空間碎片尺度和空間碎片軌道分布情況確定碎片 主動清除方法的適用度的功效值；

所述成本可接受，設定為系統結構復雜度、系統尺度、系統制造難度、 系統可維護/重復性，以及系統研制預算五個方面的加和的功效值；