
蓝移分析揭示卫星空间碎片风险激增,强调了TPS的重要性。
先进热防护系统 (TPS) 公司 Blueshift(位于美国马萨诸塞州斯宾塞)发现, 由于卫星发射数量在过去十年中持续增长,坠落的太空碎片造成的碰撞风险也随之增加,这促使人们对火箭和卫星设计中提高安全性、减轻重量和增强韧性提出了更高的要求。

来源 | Blueshift通过分析美国国防部轨道监视记录中的全球太空碎片趋势,特别是过去十年有效载荷数据的激增,Blueshift 发现有效载荷的增加与最新的太空碎片数据之间存在关联。目前的数据显示,超过 32,000 块可追踪的、尺寸大于 10 厘米的太空碎片在近地轨道 (LEO) 上空盘旋。考虑到过去三年有效载荷发射量估计增长了 30-40%,而仅过去十年美国的有效载荷发射量就增长了 900%,这一问题无疑更加严峻。
Blueshift 的 AeroZero 系列材料专为应对这些挑战而设计。AeroZero 可在 -200°C 至 +2400°C 的极端温度范围内提供强大的隔热保护,适用于 包括碳纤维复合材料在内的各种表面, 可最大限度地减少温度梯度,并将敏感电子设备与快速轨道跃迁隔离开来。在真空中,AeroZero 已被证实能显著减缓热传导,与传统的聚酰亚胺胶带相比,可使复合材料温度降低约 40°C。此外,该材料的导热系数降低了 19 倍,热扩散率降低了 6 倍,从而显著提高了航天器系统的热稳定性。这些优势可减少热疲劳,保护太阳能电池阵列附近的关键电子设备,并延长组件寿命——所有这些都是降低碎片化风险和减少整体碎片产生的重要因素。
复合材料已迅速成为各种近地轨道平台(主结构、太阳能电池阵列、天线和反射器、光学平台等)的关键材料,尤其因为它们能够降低发射成本、提高有效载荷效率,更不用说它们还能在严酷的太空环境中保持性能。
自1957年以来,已发射超过15000颗卫星,其中10000颗仍在运行,导致轨道上直径大于10厘米的太空碎片数量达到历史最高水平。美国国家航空航天局(NASA)和欧洲航天局(ESA)估计,近地轨道(LEO)上还有1.31亿个更小的、未被追踪的碎片。这构成了重大威胁,随着碎片数量的增加,碰撞和凯斯勒综合症(Kessler Syndrome)的风险也随之增加——凯斯勒综合症是一种连锁反应,碎片碰撞会产生更多碎片,这些碎片最终可能导致碎片重新落回轨道,甚至在某些情况下,最终返回地球。
Blueshift公司总裁蒂姆·伯比表示:“数据清楚地表明,太空可持续性已不再是可选项。随着发射活动的增长,碰撞风险也随之增加。我们的材料通过减轻质量、最大限度地减少热应力以及提高航天器在发射、轨道和再入大气层等极端条件下的韧性,直接助力航天器实现更安全的目标。”

