Orbital missions safety – A survey of kinetic hazards

Manobras de Rendezvous em Ambiente de Detritos Espaciais em LEO

“…A grande quantidade de Detritos Espaciais (DE) em órbita ao redor da Terra está trazendo preocupação para as agências espaciais em todo o mundo, por aumentar o risco das atividades espaciais, ou até mesmo provocar a inviabilização de missões (KESSLER, 1991;LEJBA, et al 2018;ADUSHKIN et al, 2016;FELICETTI e EMAMI, 2018;ABDEL-AZIZ, 2013). Alguns estudos recentes de projeção temporal mostraram que já alcançamos o ponto de desequilíbrio no sentido de que, dada a probabilidade de futuras colisões entre objetos existentes, a população em LEO continuará aumentando mesmo sem novos lançamentos nos próximos 200 anos (ADUSHKIN et al, 2016;FELICETTI e EMAMI, 2018). Segundo Adushkin et al (2016) a probabilidade de colisões em qualquer região orbital (LEO -região de baixa altitude, MEO -região de média altitude e, GEO -região de altitudes elevadas) cresce aproximadamente proporcional ao quadrado do número de objetos espaciais nessa região.…”

“…Alguns estudos recentes de projeção temporal mostraram que já alcançamos o ponto de desequilíbrio no sentido de que, dada a probabilidade de futuras colisões entre objetos existentes, a população em LEO continuará aumentando mesmo sem novos lançamentos nos próximos 200 anos (ADUSHKIN et al, 2016;FELICETTI e EMAMI, 2018). Segundo Adushkin et al (2016) a probabilidade de colisões em qualquer região orbital (LEO -região de baixa altitude, MEO -região de média altitude e, GEO -região de altitudes elevadas) cresce aproximadamente proporcional ao quadrado do número de objetos espaciais nessa região. Donald Kessler (KESSLER, 1991), do Centro Espacial Johnson da NASA, chamou a atenção para o fato de que, ao atingir uma certa densidade crítica de objetos espaciais em algumas regiões orbitais o aumento do número de colisões daria início ao processo de expansão rápida em cascata para a formação de novos fragmentos secundários.…”

Challenging Aspects in Evaluating the Potential Danger of Space Objects Breakups and Collisions for Space Flights

“…The satellite was destroyed and two fragments were cataloged and have been tracked. Moreover, the density of small OD fluxes at the height of the accident is 4-5 orders of magnitude larger than the one of the cataloged SOs [2,9].…”

“…Almost universally accepted is the recognition of the threat of collision of International Space Station (ISS) with OD larger than 1 cm [2,3]. In particular, this danger does not strongly depend on the size of the hitting particle, but on its mass m and much more on the relative speed v rel with respect to the ISS.…”

“…The next criterion can be suggested for assessing the danger of collision of an operational spacecraft with OD having the mass m and the relative approaching velocity v rel hitting the spacecraft at the point having the susceptibility to impacts k s at the angle φ to the surface of the spacecraft: (2) where k norm is the norming coefficient, k ad -the coefficient taking account of any additional factors (for example, density, fragility, melting-point of the attacking OD, etc.). On the base of this criterion it is possible to construct the criterion W S of the danger of collision of a given spacecraft with the tracked (cataloged) SOs in a given orbital region S. It is also possible to construct the criterion W S avr of the danger of collision of a given spacecraft with small OD (or their flux) averaged for a given orbital region S:…”