天基激光移除空間碎片仿真平臺(tái)研究與開發(fā)

楊武霖 ，陳川，余謙，李明，龔自正

1．北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所，北京 100094

2．北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所 可靠性與環(huán)境工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100094

3．中國空間技術(shù)研究院，北京 100094

尺寸在1～10cm的厘米級空間碎片，因其難以跟蹤編目和被動(dòng)防護(hù)，對航天器的在軌安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅?？臻g碎片之間的相互撞擊則會(huì)產(chǎn)生更多的碎片，造成碎片數(shù)量的急劇增加?？臻g碎片主動(dòng)移除技術(shù)，是應(yīng)對厘米級碎片對航天器和空間環(huán)境嚴(yán)重影響的最有效途徑。在眾多的主動(dòng)移除技術(shù)中，天基激光移除空間碎片技術(shù)因其激光光斑可調(diào)、作用距離遠(yuǎn)、反應(yīng)迅速、可多次使用的優(yōu)點(diǎn)，獲得廣泛關(guān)注。其主要技術(shù)原理是激光輻照空間碎片表面熔融、氣化、電離產(chǎn)生等離子體，等離子體等氣化產(chǎn)物反噴使碎片獲得速度增量，改變碎片的軌道，經(jīng)過多次對碎片的探測跟蹤、燒蝕驅(qū)動(dòng)和變軌評估過程，使碎片進(jìn)入稠密大氣層燒毀，實(shí)現(xiàn)碎片移除。

天基激光移除空間碎片仿真主要用于移除方案的效果分析和不同因素下對移除效果影響分析。在移除方案的效果分析方面，始終致力于天基激光移除空間碎片技術(shù)研究的Phipps在2016年提出了采用紫外激光移除低軌碎片的天基移除方案［1］。方案的移除效果仿真分析采用單脈沖共面變軌過程中的能量守恒原理，變軌過程中的激光所需能量即碎片移除前后軌道上的能量變化，不考慮碎片和移除平臺(tái)具體的變軌過程。國內(nèi)仿真分析了不同影響因素下的降軌效果。王成林等采用單脈沖共面變軌模式，通過分析半長軸和偏心率的變化趨勢，對碎片軌道不同位置上的速度分量的變化對其新軌道的近地點(diǎn)高度的影響進(jìn)行了研究［2］?？挡╃葘⑻旎す怛?qū)動(dòng)空間碎片的驅(qū)動(dòng)力當(dāng)做碎片軌道攝動(dòng)力，仿真分析了驅(qū)動(dòng)力作用下碎片軌道六要素的變化趨勢，分析了特定碎片群的移除效果［3］。方英武等也將激光的驅(qū)動(dòng)力當(dāng)做碎片軌道攝動(dòng)力，仿真分析了激光脈沖數(shù)對碎片半長軸、偏心率和傾角的變化趨勢［4］。張品亮等基于軌道力學(xué)和激光與物質(zhì)相互作用理論建立了激光移除空間碎片的三維變軌模型，在考慮速度增量分量對軌道傾角影響的情況下，仿真分析了不同材料的降軌效果［5］。溫泉在單脈沖共面變軌的理論基礎(chǔ)上，通過近地點(diǎn)高度的變化情況，仿真分析了碎片旋轉(zhuǎn)情況下的降軌過程［6］。

目前國內(nèi)外開展的數(shù)值仿真研究，主要針對特定軌道或區(qū)域的空間碎片，采用簡單的變軌模型和kJ級高能激光器。但是部署在太空的移除平臺(tái)在運(yùn)行過程中并非固定不動(dòng)，需要根據(jù)碎片和移除平臺(tái)的實(shí)時(shí)相對位置判定是否能夠燒蝕驅(qū)動(dòng)特定碎片，規(guī)劃移除平臺(tái)的工作窗口，且并非所有特定的碎片都能夠被激光驅(qū)動(dòng)或移除。其次，當(dāng)前的變軌模型大都以霍曼轉(zhuǎn)移、大速度下的單脈沖共面變軌或從能量守恒的角度出發(fā)，只關(guān)注初始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)時(shí)的軌道信息，忽略了激光燒蝕驅(qū)動(dòng)過程中的軌道變化。此外，當(dāng)前的方案設(shè)計(jì)中大都采用KJ及高能激光器，這要求單次脈沖下產(chǎn)生的速度增量在80～100m/s之間，但當(dāng)前的天基激光器技術(shù)水平無法滿足要求，需要對低能量激光器的可行性進(jìn)行研究。開發(fā)一種面向所有選定碎片、考慮碎片和移除平臺(tái)的實(shí)時(shí)狀態(tài)和過程變化、基于實(shí)際硬件水平的三維數(shù)值仿真平臺(tái)，對定量研究移除過程的碎片和移除平臺(tái)的狀態(tài)變化、從整體角度評估移除效率和效果具有重要意義。

針對以上問題，本文首先基于軌道動(dòng)力學(xué)和激光燒蝕驅(qū)動(dòng)空間碎片力學(xué)效應(yīng)建立了天基激光移除空間碎片三維變軌模型。其次從總體設(shè)計(jì)出發(fā)，分析了三維數(shù)值仿真平臺(tái)的需求和總體框架，設(shè)計(jì)各模塊功能和數(shù)據(jù)接口，采用C++/Qt開發(fā)了三維數(shù)值仿真平臺(tái)。最后基于當(dāng)前的激光器技術(shù)水平，分析計(jì)算了其燒蝕驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)效果?；诋?dāng)前碎片分布特性，輸入多個(gè)碎片和移除平臺(tái)數(shù)據(jù)，展示了多個(gè)移除平臺(tái)協(xié)同工作的碎片移除過程和效果，對三維數(shù)值仿真平臺(tái)的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。

該仿真系統(tǒng)的研究與開發(fā)，解決了常用的單脈沖共面變軌和軌道攝動(dòng)過于理想、無法分析碎片與移除平臺(tái)所有相對位置關(guān)系的局限性。其次，該系統(tǒng)計(jì)算和分析碎片和移除平臺(tái)的位置和速度，克服了從能量角度無法精細(xì)刻畫移除過程的劣勢。最后，仿真系統(tǒng)的平臺(tái)和碎片輸入?yún)?shù)可調(diào)，可對低能量激光器和近距離的激光有效作用距離進(jìn)行有效的仿真分析，為發(fā)展移除衛(wèi)星星座奠定基礎(chǔ)，同時(shí)可在當(dāng)前硬件技術(shù)條件下加速工程化推進(jìn)。

1 三維變軌模型

三維變軌模型是根據(jù)碎片和移除平臺(tái)的軌道六要素初始信息，移除平臺(tái)的激光有效作用距離、頻率和單脈沖能量等參數(shù)，模擬計(jì)算碎片和移除平臺(tái)在激光燒蝕驅(qū)動(dòng)過程中的實(shí)時(shí)狀態(tài)變化，并在移除任務(wù)結(jié)束后判定各碎片的最終降軌狀態(tài)和平臺(tái)的效率及效果。

首先需要根據(jù)碎片和移除平臺(tái)的軌道六要素信息，判定二者最短相對距離Dmin與激光有效作用距離R的大小。激光有效作用距離即碎片在該距離范圍內(nèi)能夠被激光輻照并燒蝕驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生速度增量，在該距離范圍之外則激光無法燒蝕驅(qū)動(dòng)碎片。對于最短相對距離小于激光有效作用距離的碎片，在二者的運(yùn)動(dòng)過程的某一時(shí)刻，碎片將會(huì)進(jìn)入激光燒蝕驅(qū)動(dòng)的區(qū)域。當(dāng)二者的實(shí)時(shí)相對距離D小于激光有效作用距離時(shí)，激光燒蝕并驅(qū)動(dòng)碎片產(chǎn)生速度增量，改變碎片的速度。碎片在激光燒蝕區(qū)域內(nèi)時(shí)，啟動(dòng)激光持續(xù)燒蝕碎片以改變碎片的速度和位置，直至二者的實(shí)時(shí)相對距離再次大于激光有效作用距離。當(dāng)碎片運(yùn)行一個(gè)周期后再次進(jìn)入激光燒蝕驅(qū)動(dòng)區(qū)域，重復(fù)上述燒蝕過程，直至燒蝕后的碎片與移除平臺(tái)的最短相對距離大于激光有效作用距離，或者燒蝕后碎片近地點(diǎn)滿足移除條件。因此，對于所有輸入的碎片，其結(jié)果是被移除或此次任務(wù)無法移除兩種結(jié)果。圖1為模型的計(jì)算流程。

圖1 變軌模型流程Fig.1 Procedures of orbital transfer model

2 三維變軌模型

2．1 碎片和移除平臺(tái)的初始狀態(tài)

當(dāng)前關(guān)于空間碎片的軌道信息，包括國內(nèi)外在碎片移除系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)和仿真中采用的碎片軌道數(shù)據(jù)，大都來自于美國NORAD衛(wèi)星星歷，又稱雙行軌道數(shù)據(jù)(Two-Line Orbital Element，TLE)。該數(shù)據(jù)主要用于描述空間目標(biāo)的發(fā)射信息和軌道信息。格式如下:

1)30323U 07003A 07067．68277059 ．00069181 13771-5 44016-2 0 587

2)30323025．0330 358．9828 7594216 197．8808 102．7839 01．92847527 650

其中，軌道要素信息的數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 TLE數(shù)據(jù)中的軌道要素信息Table 1 Orbital parameters of the TLE data

為方便軌道六要素和位置速度之間的相互轉(zhuǎn)換，簡化后續(xù)的位置判定和速度增量計(jì)算，常采用的軌道六要素為動(dòng)量矩、偏心率、軌道傾角、升交點(diǎn)赤經(jīng)、近地點(diǎn)幅角和真近點(diǎn)角。

(1)TLE數(shù)據(jù)中每天環(huán)繞地球的圈數(shù)n轉(zhuǎn)換為軌道六要素中的動(dòng)量矩h

首先由圈數(shù)求解空間目標(biāo)的運(yùn)行周期T:

式中:T0為地球自轉(zhuǎn)周期，T0=86164．09053s。隨后求解空間目標(biāo)的半長軸a:

最后由

獲得空間目標(biāo)動(dòng)量矩h。

式中:μ為地球引力常數(shù)，μ=3．986×105km3/s2;e為軌道偏心率，由TLE數(shù)據(jù)可直接獲取。

(2)平近點(diǎn)角M轉(zhuǎn)換為真近點(diǎn)角f

首先將平近點(diǎn)角M轉(zhuǎn)換為偏近點(diǎn)角E，平近點(diǎn)角到偏近點(diǎn)角常用迭代法進(jìn)行解算［7］。具體做法是把開普勒方程寫成E=M+esinE形式，迭代的起步是將方程右邊的E用M代替，求出偏近點(diǎn)角的第一次近似值，然后再進(jìn)行若干次迭代求出滿足要求的近似值。

式中:e為軌道偏心率。由式(4)將偏近點(diǎn)角E轉(zhuǎn)換為真近點(diǎn)角f。

經(jīng)過上述轉(zhuǎn)換關(guān)系，可將TLE數(shù)據(jù)中的軌道信息轉(zhuǎn)換為軌道六要素，用于記錄三維數(shù)值仿真系統(tǒng)中空間碎片和移除平臺(tái)的軌道信息。

2．2 最短相對距離Dmin

在已知空間碎片和移除平臺(tái)初始軌道六要素的條件下，比較碎片的運(yùn)行周期TD和移除平臺(tái)的運(yùn)行周期TL，以長周期的運(yùn)行時(shí)間作為最短相對距離判定的采樣周期T=Max{TD，TL}。以固定的時(shí)間步長Δts計(jì)算在采樣周期內(nèi)碎片和移除平臺(tái)的相對距離，選取相對距離最小值作為二者運(yùn)行過程中的最短相對距離Dmin。

軌道六要素轉(zhuǎn)換為地心赤道慣性系下位置r={rx，ry，rz} 和速度 v={vx，vy，vz} 信息的關(guān)系如下。

首先將軌道六要素轉(zhuǎn)換為近焦點(diǎn)坐標(biāo)系下的速度v珔X和位置r珔X信息:

近焦點(diǎn)坐標(biāo)系中的位置r珔X和速度v珔X信息轉(zhuǎn)換為地心赤道慣性坐標(biāo)系下的位置r和速度v信息為:

式中:Q珋xX為轉(zhuǎn)移矩陣［8］。

2．3 碎片和移除平臺(tái)軌道隨時(shí)間的變化關(guān)系

碎片和移除平臺(tái)的位置和速度隨時(shí)間的變化關(guān)系可由泰勒級數(shù)展開式近似計(jì)算［9］。如果已知t0時(shí)刻的位置r0和速度v0，可由拉格朗日系數(shù)f和g及其一階導(dǎo)數(shù)，根據(jù)下述表達(dá)式求出任意時(shí)刻的位置r和速度v:

利用全局變量χ和斯達(dá)姆夫函數(shù)C(Z)與S(Z)所表示的拉格朗日系數(shù)如下:

其中半長軸的倒數(shù)α為:

對于橢圓軌道，α ＞ 0。如果已知Δt、r0、v0和α，可從全局開普勒方程中解出全局近點(diǎn)角χ，進(jìn)而求解得出Δt時(shí)刻后空間目標(biāo)的位置和速度信息。

2．4 實(shí)時(shí)相對距離D

已知t時(shí)刻碎片在地心赤道慣性坐標(biāo)系中的位置矢量rD為rD={xD，yD，zD}，移除平臺(tái)此時(shí)的位置矢量rL為rL={xL，yL，zL}，則此時(shí)二者的相對距離D為:

2．5 激光燒蝕驅(qū)動(dòng)碎片

激光輻照空間碎片表面時(shí)，熔融氣化產(chǎn)生的反噴物質(zhì)運(yùn)動(dòng)使碎片獲得速度增量，沖量耦合系數(shù)反映了燒蝕過程中激光能量轉(zhuǎn)化為碎片沖量的能力。在確定激光燒蝕驅(qū)動(dòng)碎片獲得的速度增量時(shí)，激光與碎片的沖量耦合系數(shù)Cm是主要參數(shù)，

式中:m為碎片質(zhì)量，Δv為速度增量。

在已知碎片質(zhì)量、激光能量和燒蝕過程的沖量耦合系數(shù)條件下，燒蝕過程中產(chǎn)生的速度增量Δv為:

速度改變后的軌道六要素變化，可根據(jù)二體運(yùn)動(dòng)和軌道六要素的定義計(jì)算［10］。

2．6 碎片移除判據(jù)

當(dāng)激光多次燒蝕驅(qū)動(dòng)碎片，使碎片再也無法進(jìn)入激光燒蝕驅(qū)動(dòng)區(qū)域時(shí)，根據(jù)此時(shí)的軌道要素計(jì)算其近地點(diǎn)高度H。

式中:RE為地球半徑。當(dāng)近地點(diǎn)高度低于200km時(shí)，碎片將快速墜入大氣層燒毀，實(shí)現(xiàn)碎片移除［11］。

3 仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)

3．1 仿真平臺(tái)需求分析

仿真平臺(tái)的定位是采用真實(shí)碎片數(shù)據(jù)模擬仿真碎片移除過程中碎片與移除平臺(tái)的狀態(tài)變化，為滿足不同需求的移除任務(wù)的規(guī)劃和優(yōu)化提供支持。仿真平臺(tái)的基本功能是:在輸入初始碎片和移除平臺(tái)信息條件下，采用激光燒蝕驅(qū)動(dòng)變軌模型，針對特定碎片和移除平臺(tái)采用三維效果模擬驅(qū)動(dòng)變軌過程;針對分布在不同區(qū)域的大量碎片和多個(gè)移除平臺(tái)，模擬多個(gè)碎片區(qū)域的移除效果和多移除平臺(tái)的移除能力。

因碎片和移除平臺(tái)的數(shù)據(jù)數(shù)量相對較大，仿真平臺(tái)應(yīng)具有從文件或數(shù)據(jù)庫中直接導(dǎo)入相關(guān)初始信息的功能。平臺(tái)針對顯示移除過程細(xì)節(jié)和移除后的軌道和移除平臺(tái)能力評估的需求，需要仿真平臺(tái)的視角隨時(shí)間變化逐漸切換。對于移除過程中進(jìn)入驅(qū)動(dòng)范圍、正在驅(qū)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)后已經(jīng)降軌移除的碎片，采用不同的標(biāo)記方法在三維場景中進(jìn)行展示。

3．2 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

根據(jù)需求分析，采用4層構(gòu)架模型對天基激光移除空間碎片三維數(shù)值仿真平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)。如圖2所示，平臺(tái)分為通用層、服務(wù)層、業(yè)務(wù)層和表示層。通用層為服務(wù)層、業(yè)務(wù)層及表示層組件提供開發(fā)測試和運(yùn)行環(huán)境，屬于公共服務(wù)功能域，包括操作系統(tǒng)、開發(fā)工具(QT、C/C++、OSG)、測試工具等商業(yè)軟件。服務(wù)層為業(yè)務(wù)層和表示層提供所需基本數(shù)據(jù)采集、協(xié)議轉(zhuǎn)換、協(xié)同分布處理等服務(wù)，包括仿真推演組件。業(yè)務(wù)層為表示層提供專業(yè)計(jì)算分析服務(wù)，包括軌道計(jì)算分析組件。表示層為滿足不同場景表達(dá)需求而提供多種場景視覺呈現(xiàn)和用戶交互服務(wù)，包括三維可視化組件。

圖2 三維數(shù)值仿真平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)Fig.2 Structure of the 3D simulation platform

系統(tǒng)主要包括兩大模塊:空間碎片態(tài)勢推演模塊和軌道計(jì)算分析模塊。模塊功能與工作流程如圖3所示。

圖3 模塊功能與工作流程Fig.3 Functions and workflows of the models

(1)空間碎片態(tài)勢推演模塊

該模塊主要根據(jù)導(dǎo)入的天基激光器和空間碎片軌道信息，顯示基本空間態(tài)勢，推演并顯示碎片被激光照射后的軌道演化過程。主要功能如下:

1)批量空間碎片導(dǎo)入:以文件方式導(dǎo)入以上空間碎片的軌道參數(shù)(碎片初始化參數(shù)為軌道六要素、碎片的沖量耦合系數(shù)Cm和質(zhì)量m)。

2)批量天基激光器導(dǎo)入:以文件方式導(dǎo)入激光器參數(shù)(天基激光器的參數(shù)為軌道六要素、有效作用距離R和激光能量E)。

3)基本空間態(tài)勢顯示:顯示導(dǎo)入空間碎片的空間運(yùn)動(dòng)軌跡，顯示空間運(yùn)動(dòng)軌跡及其作用范圍，顯示地球、星空等背景。

4)接近判定和清除過程顯示:實(shí)時(shí)判定并高亮顯示位于天基激光作用范圍內(nèi)的空間碎片;進(jìn)入天基激光作用范圍內(nèi)的碎片，激光每秒鐘作用空間碎片1次(次數(shù)可在控制面板上手動(dòng)設(shè)置)。判定作用后的碎片是否低于200km(該判據(jù)可在控制面板上手動(dòng)設(shè)置)，當(dāng)碎片高度低于200km時(shí)自動(dòng)消失。

5)移除結(jié)果輸出顯示:在面板上用表格顯示目標(biāo)的狀態(tài)信息(位置和速度信息)，激光平臺(tái)、尚在運(yùn)行的碎片、已移除碎片采用不同的顏色和字體在表格中顯示和標(biāo)注，同時(shí)可以輸出清除結(jié)果的文本文件。

(2)軌道計(jì)算分析模塊

該模塊主要根據(jù)導(dǎo)入的天基激光器和空間碎片軌道信息，完成空間目標(biāo)星歷預(yù)報(bào)，解算分析空間目標(biāo)相互位置關(guān)系，解算分析在外力作用下(由用戶提供作用力大小和方向)空間碎片的軌道變化。主要功能如下:

1)空間目標(biāo)星歷預(yù)報(bào):計(jì)算J2000．0慣性系位置速度、地固系位置速度、J2000慣性系開普勒要素預(yù)報(bào)。

2)空間目標(biāo)相互位置:解算空間目標(biāo)的相互位置關(guān)系。

3)空間碎片軌道演化:能夠完成在外力作用下空間碎片軌道變化的解算。

4)計(jì)算結(jié)果支持文件輸出。

5)具備參數(shù)配置完成情況下自動(dòng)運(yùn)行的能力，同時(shí)具備人工干預(yù)能力。

4 仿真平臺(tái)開發(fā)及仿真運(yùn)行效果

采用 C++/Qt作為開發(fā)語言，基于 Visual Studio 2016進(jìn)行了軟件開發(fā)。首先根據(jù)仿真平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)，將3．2節(jié)中描述的功能轉(zhuǎn)化為C++代碼描述。整個(gè)仿真系統(tǒng)的界面由多個(gè)窗體組成，利用可視化工具可分別創(chuàng)建不同場景，并對場景中的元素進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)。

基于該仿真平臺(tái)，選取兩個(gè)場景進(jìn)行仿真模擬:1)分別從碎片和移除平臺(tái)的角度，刻畫天基激光移除空間碎片的實(shí)時(shí)過程。上述仿真可用于碎片移除方案的優(yōu)化。2)多個(gè)移除平臺(tái)構(gòu)成的星座移除給定區(qū)域內(nèi)空間碎片的過程及其效果。

上述仿真可用于區(qū)域內(nèi)碎片移除策略及優(yōu)化分析。

(1)天基激光移除特定空間碎片的實(shí)時(shí)過程

在仿真模擬天基激光移除特定空間碎片的實(shí)時(shí)過程的示例中，移除平臺(tái)與碎片位于不同的傾角和軌道高度上，且移除平臺(tái)軌道略高于碎片軌道。假設(shè)激光驅(qū)動(dòng)過程中碎片獲得的速度增量沿移除平臺(tái)指向碎片方向。移除平臺(tái)和碎片參數(shù)如表2～表5所示。

表2 碎片沖量耦合特性Table 2 Physical properties of the debris

表3 碎片軌道參數(shù)Table 3 Orbital elements of the debris

表4 移除平臺(tái)激光特性Table 4 Laser properties of the removal platform

表5 移除平臺(tái)軌道參數(shù)Table 5 Orbital elements of the removal platform

仿真表明:從初始位置開始，第1179 s時(shí)碎片進(jìn)入移除平臺(tái)的激光有效作用范圍內(nèi)，激光燒蝕驅(qū)動(dòng)空間碎片長達(dá)35s后，碎片離開激光有效作用范圍。184s后，碎片進(jìn)入大氣層燒毀，碎片被移除。整個(gè)過程如圖4所示，藍(lán)色圈表示激光有效作用范圍。

(2)針對特定區(qū)域的多個(gè)碎片采用多個(gè)移除平臺(tái)的移除過程

針對碎片分布密集的軌道高度在800 km的區(qū)域，任意選擇了698個(gè)碎片，并在其附近部署了21個(gè)天基激光移除平臺(tái)，激光特性如表6所示。仿真結(jié)果顯示在1個(gè)月的任務(wù)周期內(nèi)，被移除的碎片數(shù)目僅為1個(gè)。分析表明，碎片移除的成功與否與移除平臺(tái)的部署位置和激光特性密切相關(guān)，采用霍曼轉(zhuǎn)移等簡單的變軌分析并不適用于特定區(qū)域或者整個(gè)空域的空間碎片等多個(gè)碎片移除場景。仿真過程如圖5所示。

圖4 天基激光移除特定空間碎片的實(shí)時(shí)過程Fig.4 Real-time steps for specific debris removal

表6 激光特性參數(shù)Table 6 Input laser parameters

5 結(jié)束語

圖5 針對特定區(qū)域的多個(gè)碎片采用多個(gè)移除平臺(tái)的移除過程Fig.5 Real-time steps for multiple debris removal with multiple removal platforms for specific area

針對當(dāng)前天基激光移除空間碎片仿真中變軌模型過于理想、變軌過程描述不足和當(dāng)前硬件技術(shù)無法滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的問題，研究和設(shè)計(jì)了一種基于真實(shí)的可觀測空間碎片數(shù)據(jù)的一套天基激光移除空間碎片三維數(shù)值仿真平臺(tái)，仿真平臺(tái)運(yùn)行達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。研究的不足之處在于碎片移除過程中僅考慮激光燒蝕驅(qū)動(dòng)過程，忽略了移除平臺(tái)的探測、跟蹤過程;同時(shí)激光驅(qū)動(dòng)碎片變軌模型的速度增量方向固定，未考慮碎片形狀和旋轉(zhuǎn)對速度增量的影響。上述問題將在后續(xù)的研究中展開，不斷豐富和優(yōu)化仿真系統(tǒng)的性能。