空间碎片危机

　从事卫星研究的工程师应该遵守一条规则，即卫星在完成任务后必须从轨道上移走。然而，有时这项措施可能还不够，在这种情况下，我们应该“清理空间”，这是主动清除碎片的概念，我们在这方面还面临很多技术挑战。例如，如何改变轨道以与目标碎片进行交会，如何捕获通常处于翻滚状态的目标，以及捕获后如何让碎片的轨道高度降低到大气层中再被烧毁。这些问题最终将在技术上得到解决，但难题是谁会愿意承担那些寿命结束后仍留在轨道上的旧卫星或火箭的清除费用。为了找到有效解决这些问题的办法，我们需要组织有关法律问题的国际讨论、谈判和提议。
　　我们现在要做的非常重要的事情就是了解空间碎片的真实情况，以及有什么样的选择来解决这些问题。相信《空间碎片危机：新空间时代的能力构建》能帮助读者全面了解当前的空间碎片问题。《空间碎片危机：新空间时代的能力构建》将详细阐述和讨论国际框架内关注的两个重要概念——空间态势感知和空间交通管理。《空间碎片危机：新空间时代的能力构建》有两章专门讨论空间碎片问题的工程方面，即如何将碎片从轨道上清除；接着重点讨论与空间碎片有关的法律和政策问题，包括机构间组织和联合国制定的国际准则；然后是对空间碎片的评估和对其清除项目的回顾。《空间碎片危机：新空间时代的能力构建》还讨论了空间碎片问题对新空间时代人类外层空间活动的影响，并概述了社会参与这一问题的潜在机会。
　　《空间碎片危机：新空间时代的能力构建》提供了关于空间碎片的新知识，以及如何从法律、技术、经济和社会等方面解决这一问题的独到见解。强烈建议每一个从事空间开发和利用的人，甚至非专业人士读一下《空间碎片危机：新空间时代的能力构建》，思考一下人类应该如何面对这个问题。

　Matteo Madi，一位企业家、业务经理和空间技术专家，在瑞士和国际公共及私营部门有超过10年的工作经验。他作为首席研发工程师和项目经理参与了各种太空任务的开发过程。Madi在瑞士洛桑联邦理工学院（Federal Institute of Technology Lausanne，EPFL）获得了电气工程和空间技术的硕士学位（2011年）和博士学位（2016年）。他于2016年在欧洲太空研究和技术中心（European Space Research and Technology Centre，ESTEC）工作，在欧洲航天局的网络/合作倡议（Networking/Partnering Initiative，NPI）项目框架下，重点研究实现紧凑型成像光谱仪的关键技术。他在欧洲专利局获得了3项授权专利，其中1项是由欧洲太空研究和技术中心的技术转让和企业孵化办公室（Technology Transfer & Business Incubation Office，TTBO）支持的联合专利。作为业务经理，他一直积极为风险资本、初创企业、瑞士和国际机构提供咨询、战略建议和市场开发支持，并为使政策与新的市场/技术趋势保持一致做出贡献。为应对新兴空间市场的新需求，Matteo Madi于2019年在瑞士苏黎世成立了西林轨道系统股份公司，旨在开发卫星在轨服务（On-Orbit Servicing，OOS）的赋能技术。
　　
　　Olga Sokolova，一位具有工程和工商管理背景的风险分析师。她于2017年在圣彼得堡理工大学获得博士学位。她的研究兴趣在自然和技术灾害的关键基础设施风险评估领域。她一直从事可供公众使用且面向可持续未来的结构性风险管理工具的开发和分析。Olga与多个实体合作，包括瑞士再保险有限公司（Swiss Re）、瑞士洛桑联邦理工学院、保罗·舍勒研究所（Paul Scherrer Institut，PSI）和斯坦福大学。2014年，她作为主要作者在瑞士再保险有限公司出版了一本关于空间天气挑战及其对电网运营商和工业威胁的手册。她在提高社会对“新空间”产业发展给社会带来的空间风险和机会认识方面有一些成绩。Olga经常在相应的活动中分享她对空间产业风险的想法。Sokolova女士在发展特别风险模型验证、质疑假设和建模过程的适当性以及风险治理方面做出了贡献。

第1章 空间碎片危机

第2章 塑造我们对空间运行环境的认知
2.1 空间态势感知和空间交通管理的介绍
2.2 空间态势感知和空间交通管理的定义
2.2.1 空间态势感知
2.2.2 空间交通管理
2.3 什么是空间环境管理以及它适用于哪些地方
2.4 空间交通管理是否应该包含监管、监测和执行
2.5 合适法律框架的重要性
2.5.1 全球相关空间态势感知和空间交通管理的属性
2.6 如何评估交会
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
2.8 谁来提供空间态势感知和空间交通管理服务
2.8.1 传统的空间态势感知和空间交通管理服务
2.8.2 其他的全球空间态势感知和空间交通协调提供者
2.8.3 定义商业空间态势感知和空间交通管理选项
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
2.8.5 描述空间态势感知性能
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
2.10 高质量空间态势感知和空间交通管理的重要性
2.11 空间态势感知和空间交通管理标准的重要性
2.12 空间态势感知和空间交通管理标准的适用场合
2.13 空间数据交换的极端重要性
2.14 算法真的很重要：火箭科学更是如此
2.15 算法和输入：综合性全源数据融合场景
2.16 迫切需要改进空间态势感知和空间交通管理的情况
2.16.1 当前的空间碎片环境
2.16.2 碰撞已经在发生
2.16.3 空间中碰撞和爆炸的长远影响
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
2.16.5 活跃卫星的数量可能增加10倍
2.16.6 跟踪到的碎片数量可能增加10倍
2.16.7 交会与接近操作和在轨服务的出现
2.16.8 更多的商业和国际空间运营中心
2.16.9 比之前需要更多的空间交通协调
2.16.10 空间行为者的增加
2.16.11 不断增加的空间飞行器和操作复杂性
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
2.17 关于空间态势感知和空间交通管理的总结
缩略语
词汇表
延伸阅读
参考文献

第3章 空间碎片可持续性：理解和参与外层空间环境
3.1 引言
3.2 科技研究视角的观点
3.3 空间碎片和社会技术可持续性挑战
3.3.1 有限边界、有限环境下的空间可持续性
3.3.2 作为一个安全问题的空间可持续性
3.4 作为一种双向风险现象的空间碎片
3.5 本章小结
缩略语
词汇表
延伸阅读
参考文献
……

第4章 最拥挤轨道空间碎片的离轨/转轨方法概述
第5章 基于商用现货技术的空间碎片减缓
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
第7章 在空间碎片问题背景下的空间活动风险评估
第8章 空间部门的弹性及其治理方法
第9章 机会之道