在正文开始之前,我们先看一段影片。
这是2016年NASA卫星监控到的大量空间碎片。
空间碎片就是人们常说的太空垃圾,主要是运载火箭残体、废弃的航天器以及碰撞解体的航天器碎片等。
据美国之音电台网站报道,美国宇航局的科学家估计,在接近地球的空间环境,有超过7000吨的废弃物质,它们以每秒10公里的速度飞行,比发射出去的子弹还快,这意味着人造卫星或航天器即使被像沙粒大小的碎片撞击,都可能带来灾难性的后果。
除此之外,它们还会危及宇航员的人身安全、破坏轨道资源、影响天文观测和研究。

空间碎片撞击的震撼场面
哈勃太空望远镜太阳帆板上肉眼可见的撞击坑
于是,美国建立了最为完善的空间碎片监测网,欧洲正在开展空间碎片监测工作,我国《2006~2020年“空间碎片行动计划”发展纲要》中也明确提出要建立以数据库为载体的空间碎片探测预警工程。
目前空间碎片主要依赖地基探测,其中,激光主动探测是方向性好、抗干扰能力强的主动探测手段。
而高功率激光器就成为激光主动探测系统中的关键部件。各国用于空间碎片激光观测的激光器,其性能各有优劣,各有不同。
2010年 澳大利亚Stromlo激光测距站
用于空间碎片激光观测的激光器
代表了国际空间碎片激光测距技术的最高水平
澳大利亚Stromlo激光测距站
激光器性能指标如下:

二
2011年 奥地利Graz激光站
用于空间碎片激光观测的激光器
奥地利Graz激光站
激光器性能指标如下:
三
2010年 云南天文台
用于空间碎片探测的激光器
云南天文台从2008年开始开展空间碎片激光探测研究,于2010年6 月收到火箭残骸的回波。
云南天文台1.2 m望远镜
激光器性能指标如下:
四
长春人造卫星观测站
用于空间碎片探测的激光器
2013 年末, 长春人造卫星观测站完成了空间碎片激光探测系统安装与调试,2014 年初获得了空间碎片激光探测回波
F60cm卫星激光测距仪
激光器性能指标如下:
五
上海天文台用于空间碎片探测的激光器
2013 年3 月上海天文台与中国工程物理研究院应用光电子研究所合作升级了空间碎片激光探测系统。最远距离超过2900 km、单次测距精度优于1 m(RMS)。
激光器性能如下:
六
中科院光电院为云南天文台研制的用于碎片探测的高功率亚纳秒激光器
交付时间:2015年
高功率亚纳秒激光器
激光器性能如下:
值得注意的是,国家重大科研装备研制项目——高功率纳秒激光器及精密仪器研制出下列两类高光束质量高能纳秒激光器。

感谢:中科院光电研究院樊仲维副院长和唐熊忻副研究员提供的资料。
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