1. 空間碎片情況

　　截止2014年11月份，整個(ge) 空間碎片超過了75M 片，總重量為(wei) 6500 噸，77%集中在地球近地軌道(900~1400km)，根據2005 年的發表結果，其分布情況如表1 所示。從(cong) 目前情況看，碰撞可能是太空碎片產(chan) 生的主要原因，級聯碰撞會(hui) 造成太空碎片數目呈現指數增長。根據碎片的尺度和運動特點，目前可以想到及已實施的保護措施及方法在表1中給出。具體(ti) 包括：1) 對於(yu) 10cm 以上的大碎片，通過免碰撞操控措施或者在軌保護器移除飛行器周圍碎片措施已經成功實施。2) 對於(yu) 小於(yu) 1cm的碎片，強健的設計及防護可以有效防護，且成本相對較低。3) 對於(yu) 1~10cm 範圍內(nei) 的碎片，目前無有效的方法可以進行防護。空間飛行器對於(yu) 經濟建設及國防安全至關(guan) 重要，對於(yu) 飛行器安全運行保護是發展空間技術的基礎，對於(yu) 政府、商業(ye) 衛星發射及運營公司都非常重要。

　　2. CLEAN SPACE 項目

　　CLEAN SPACE 項目自2011 年啟動，主要基於(yu) 地基激光方案移除特定飛行器周圍1~10cm 中等尺寸太空碎片，避免飛行器收到太空碎片的碰撞。該項目為(wei) FP7 空間項目的一部分，和空間環境認知(Space situational awareness，SSA)，碰撞避免(Collisionavoidance)一起構成了空間碎片管理項目。該項目分為(wei) 五個(ge) 步驟，如圖1，1) 認真評估空間碎片情況；2) 提出全麵係統框架，包含碎片的調查、跟蹤、識別、基於(yu) 激光技術碎片移除係統(該係統為(wei) ESA，SSA 項目的補充)；3) 應對安全管理規範、政治意義(yi) 及未來合作夥(huo) 伴；4) 發展可用的碎片移除技術(主要是激光)；5) 建立發展和實施激光移除碎片係統(Lasser debris removal， LDR)的路線圖；該項目聚集了歐洲頂級研究機構：Airbus Defence and Space(飛行器單位)，Poznan Observatory(空間碎片環境研究)，ASTRIPOLSKA(空間應用技術)，Compagnie Industrielle des Lasers、(CILAS)，Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt(DLR)， Laboratoire de physico-chimie desmatériaux luminescents (LPCML)， Institute of Low Temperature and Structure Research(ILT)， University of Limoges， Rovira Virgily University (激光技術)。CLEAN SPACE 項目的特點：1) 實施快，有害碎片在碰撞警報前幾個(ge) 小時及幾天時間內(nei) 可以移除；2) 靈活性高，可以處理LEO 軌道幾個(ge) 碎片，甚至是不同軌道或高度；3) 成本低，地基激光係統可以重複使用，不需要空間發射。該項目在發展低成本激光技術時，可以使用SSA 項目中大部分技術；4) 對空間環境無影響，不會(hui) 產(chan) 生與(yu) 發射或軌道內(nei) 碰撞相關(guan) 的新的碎片。

　　2.1 LDR 物理概念

　　LDR使用來自地球表麵的脈衝(chong) 激光改變近地軌道上太空碎片的運行軌道，如圖2 所示，激光輻照太空碎片後，將其表麵材料燒蝕、汽化或者離化，被燒蝕材料在碎片表麵高速噴發，生成足夠的力驅動碎片更換軌道或者進入大氣層燒蝕，從(cong) 而達到移除航天器周圍碎片，保護航天器運行安全的目標。