本书主要阐述了空间碎片问题现状、面临的挑战和风险以及应对思路，共包括7部分、9个章节，主要内容包括：空间操作环境的知识塑造，空间碎片处理的社会技术问题，从拥挤轨道上移除空间碎片的建议综述，技术挑战和当前进展、基于商业货架技术的空间碎片减缓，规制和立法，空间碎片问题背景下的空间活动风险评估风险复杂性和空间碎片治理。

目 录


第1章 空间碎片危机\t1
第2章 塑造我们对空间运行环境的认知\t4
2.1 空间态势感知和空间交通管理的介绍\t4
2.2 空间态势感知和空间交通管理的定义\t5
2.2.1 空间态势感知\t5
2.2.2 空间交通管理\t7
2.3 什么是空间环境管理以及它适用于哪些地方\t9
2.4 空间交通管理是否应该包含监管、监测和执行\t9
2.5 合适法律框架的重要性\t10
2.5.1 全球相关空间态势感知和空间交通管理的属性\t10
2.6 如何评估交会\t11
2.7 是什么让空间态势感知和空间交通管理如此具有挑战性\t13
2.8 谁来提供空间态势感知和空间交通管理服务\t14
2.8.1 传统的空间态势感知和空间交通管理服务\t15
2.8.2 其他的全球空间态势感知和空间交通协调提供者\t18
2.8.3 定义商业空间态势感知和空间交通管理选项\t20
2.8.4 空间态势感知和空间交通管理商业服务选项的历史\t20
2.8.5 描述空间态势感知性能\t21
2.9 作为空间环境长期可持续发展基础的空间态势感知和空间交通
管理\t23
2.10 高质量空间态势感知和空间交通管理的重要性\t24
2.11 空间态势感知和空间交通管理标准的重要性\t26
2.12 空间态势感知和空间交通管理标准的适用场合\t27
2.13 空间数据交换的特别重要性\t29
2.14 算法真的很重要：火箭科学更是如此\t30
2.15 算法和输入：综合性全源数据融合场景\t31
2.16 迫切需要改进空间态势感知和空间交通管理的情况\t34
2.16.1 当前的空间碎片环境\t34
2.16.2 碰撞已经在发生\t36
2.16.3 空间中碰撞和爆炸的长远影响\t36
2.16.4 操作人员已经在努力开展响应性操作、识别和避免碰撞\t38
2.16.5 活跃卫星的数量可能增加10倍\t39
2.16.6 跟踪到的碎片数量可能增加10倍\t40
2.16.7 交会与接近操作和在轨服务的出现\t40
2.16.8 更多的商业和国际空间运营中心\t41
2.16.9 比之前需要更多的空间交通协调\t41
2.16.10 空间行为者的增加\t41
2.16.11 不断增加的空间飞行器和操作复杂性\t41
2.16.12 更先进的空间态势感知处理算法和可扩展的体系结构\t42
2.17 关于空间态势感知和空间交通管理的总结\t42
缩略语\t42
词汇表\t44
延伸阅读\t48
参考文献\t49
第3章 空间碎片可持续性：理解和参与外层空间环境\t52
3.1 引言\t52
3.2 科技研究视角的观点\t53
3.3 空间碎片和社会技术可持续性挑战\t54
3.3.1 有限边界、有限环境下的空间可持续性\t55
3.3.2 作为一个安全问题的空间可持续性\t56
3.4 作为一种双向风险现象的空间碎片\t58
3.5 本章小结\t59
缩略语\t60
词汇表\t61
延伸阅读\t61
参考文献\t62
第4章 最拥挤轨道空间碎片的离轨/转轨方法概述\t64
4.1 引言\t64
4.2 空间碎片离轨或转轨的工程解决方案\t65
4.2.1 系绳系统\t65
4.2.2 电动系绳\t67
4.2.3 机械臂\t67
4.2.4 非接触式激光系统\t69
4.2.5 非接触式离子束系统\t69
4.2.6 太阳帆和可展开的附加气动舵面\t69
4.3 空间碎片群的飞越优化\t70
4.3.1 大型空间碎片移到处置轨道的方式和目标物体之间的转移方案\t70
4.3.2 低地球轨道空间碎片离轨到处置轨道的第一种转移方案建议\t71
4.3.3 低地球轨道空间碎片离轨到处置轨道的第二种转移方案建议\t73
4.3.4 在低地球轨道中确定空间碎片转移序列的复合解决方案\t74
4.3.5 地球静止轨道空间碎片转轨到处置轨道的转移方案\t75
4.4 空间公司和机构的项目概况\t76
4.4.1 轨道服务问题：碎片主动清除技术发展的关键载体\t76
4.4.2 欧洲服务任务项目\t78
4.4.3 美国服务任务项目\t79
4.4.4 日本服务任务项目\t81
4.4.5 太阳帆任务：航天器使用寿命结束时被动离轨的可用技术\t81
4.5 本章小结\t82
缩略语\t82
词汇表\t83
延伸阅读\t84
参考文献\t84
第5章 基于商用现货技术的空间碎片减缓\t90
5.1 引言\t90
5.2 与目标碎片交会时的制导和导航技术\t93
5.3 用于智能空间相机的商用现货技术\t94
5.3.1 热真空条件\t94
5.3.2 辐射条件\t95
5.4 利用商用现货技术进行空间碎片清除的视觉制导和导航系统\t96
5.4.1 系统架构\t97
5.4.2 电力系统\t97
5.4.3 用于图像预处理和接口的现场可编程门阵列\t99
5.4.4 软件实现和开发环境\t99
5.4.5 空间机器人方面取得的成就\t99
5.5 本章小结\t101
缩略语\t101
词汇表\t102
延伸阅读\t102
参考文献\t103
第6章 解决不可避免的问题：与空间碎片减缓和补救相关的
法律和政策问题\t108
6.1 引言\t108
6.2 空间碎片：一个紧迫的问题\t109
6.3 目前关于空间碎片的国际法律框架\t110
6.4 空间碎片减缓：主要国际指南概述\t112
6.4.1 IADC指南和COPOUS指南的内容\t113
6.4.2 关于空间碎片减缓的不足和机会\t115
6.5 空间碎片补救：法律问题和潜在答案\t116
6.5.1 补救路上的法律障碍\t116
6.5.2 补救的机会和可能的解决方案\t118
6.6 本章小结\t118
缩略语\t119
词汇表\t119
延伸阅读\t120
参考文献\t120
第7章 在空间碎片问题背景下的空间活动风险评估\t124
7.1 引言\t124
7.2 空间碎片相关的风险\t125
7.2.1 空间碎片的法律环境\t126
7.2.2 与空间碎片有关的风险\t129
7.2.3 与碎片清除项目有关的风险\t130
7.3 面向保险市场的风险转移\t131
7.3.1 现有的空间保险覆盖范围\t131
7.3.2 应用到空间碎片领域\t133
7.4 空间保险的可能发展\t136
7.4.1 空间保险市场概述\t136
7.4.2 保险支持：思路\t137
7.5 本章小结\t138
缩略语\t138
词汇表\t138
延伸阅读\t139
参考文献\t140
第8章 空间部门的弹性及其治理方法\t142
8.1 将天基资产作为关键基础设施：基础设施相互影响的灾难场景\t142
8.2 天基基础设施的弹性定义和衡量指标\t149
8.3 从科学到风险治理\t155
8.4 将空间碎片作为系统性风险引入\t160
8.5 结论：走向风险转移\t161
缩略语\t163
词汇表\t165
延伸阅读\t165
参考文献\t166
第9章 机会之道\t174