空间碎片跟踪的基于地面的光学检测器

挑战背景

“太空碎片”定义了太空中的大量碎屑，对所有太空车辆都有潜在的碰撞威胁。该术语涵盖了“轨道碎片”，指的是地球周围轨道上不同大小的大量物体。这种轨道空间垃圾的大部分都是人造的，这是自1960年代以来发生的5000多个空间发射的副产品，包括从火箭舞台或已停产的卫星到一小片金属甚至油漆的东西。轨道碎片通常以非常快的速度行驶，几乎比子弹快几乎7倍，甚至相对较小的物体具有破坏性的能力。该问题的规模很大，据估计，有超过直径大于1厘米的轨道碎片超过一百万块轨道碎片，大于10 cm的直径超过29,000块。

鉴于当前和未来的太空任务具有破坏性潜力，对检测和追踪轨道碎屑，甚至相对较小的碎片的需求增加。追踪轨道碎片的主要方法之一是使用基于地面的光学望远镜，利用焦平面上的高性能科学数码相机。检测器必须具有高光子敏感性，以便从较小的碎屑中检测信号，同时使用下秒暴露时间。它还必须具有很大的视野才能采样更多的天空，从而增强了检测的统计数据。相机最多可以每秒几个帧操作，从而使相对快速的移动对象在没有运动模糊效果的情况下进行跟踪，这也是有利的。

技术解决方案

科学CMOS（SCMOS）摄像头技术越来越被公认为是基于地面光学空间碎片跟踪的领先检测器技术解决方案。SCMOS技术的高量量和低噪声性能使其非常敏感，而不必牺牲帧速率（CCD技术的常见权衡）。此外，SCMOS的多路复用读取体系结构意味着多型像素设备很常见，这意味着可以实现较大的视野。

用于空间碎片跟踪的Andor相机解决方案

安托尔强烈建议Balor 17F-12非常大的SCMOS摄像头，Marana 4.2b-11反向刷新的SCMOS摄像机和Neo 5.5用于空间碎片检测和跟踪：