预防类措施：优化预防和减缓效果

1.防止在轨碰撞

防止在轨碰撞（prevention of on-orbit collisions）是一种通过监测、警报和轨道机动来避免大尺寸空间物体发生在轨碰撞，从而减少新增碎片的预防性技术措施。

2.重复使用

寿终航天器和运载火箭末级如果因为推进剂耗尽而变为空间垃圾，将会降低其经济效益。虽然将其送入大气层焚烧可防止空间碎片的产生，但从长远的环保角度来看，长期这样处理可能会对大气环境造成污染，所以近些年国内外的学者都在关注运载火箭和航天器的重复使用技术。例如，使用可多次重复发射的单级入轨火箭或新型航天飞机等空间运输系统来代替目前的一次性运载火箭，还可使用在轨维修、加注燃料和回收空间平台等技术来延长在轨卫星的服务寿命，以减少硬件消耗和空间碎片的产生。

3.转移至坟墓轨道

坟墓轨道（graveyard orbit）又叫垃圾轨道，是指对于航天活动实用价值较小的轨道。将卫星转移至坟墓轨道是一种有效的预防类在轨空间碎片数量减缓技术。坟墓轨道按轨道高度的不同，分为低轨坟墓道、高轨坟墓轨道和GEO三个区域。对于运行在GEO上的卫星，当其任务结束后，为避免与在GEO或GTO上正常运行的卫星发生碰撞，一般会要求坟墓轨道至少高出GEO 300 km。当GEO卫星的推进剂全部消耗完后，将失去与目标定点保持相对静止的能力，在日月引力、地球扁率等摄动作用下发生漂移，轨道倾角呈现以53年为周期的周期性变化，该过程中最大倾角可达15°，并且每年穿过GEO轨道面两次，相对速度约为800 m/s，这对正常运行在GEO轨道上的卫星构成极大的威胁。

为防止GEO卫星在任务结束后成为安全威胁，将其送入坟墓轨道是目前比较可行的办法，并且大多数从事航天活动的国家在坟墓轨道的高度和变轨策略上已经形成了一定的共识：选择一条比GEO高300 km的圆轨道作为坟墓轨道，为每次变轨提供约3.65 m/s的速度增量，通过多次变轨使轨道高度提升100 km，这个过程中的推进剂消耗相当于定点保持一个月所需的用量。这个方法目前对在GEO区域上运行的卫星使用接近100次，并且效果明显。但是，由于轨道转移需消耗一定量的推进剂，这又导致卫星的工作寿命被压缩，因此，国内外都在致力于研究节省燃料的推进方式，以实现向垃圾轨道的可靠转移。

4.系留

系留（tether）是通过设计相关机构将航天器发射和运行过程中产生的空间碎片或抛弃物保留在航天器上的一种技术手段。一方面，需要尽可能减少航天器任务过程中产生的碎片或抛弃物，而另一方面，对类似于运载火箭的整流罩、镜头保护罩、星箭分离装置的包带或仪器探头等必须抛弃的零件，则要求在释放后通过绳系系统连接在航天器或运载火箭末级上，不让其随意在轨道上运动。(www.xing528.com)

5.钝化

钝化（passivation）是指对可能导致航天器发生意外爆炸的物体进行处理的一种预防类措施，这类物体包括航天器或运载火箭末级的电池、推进剂及高压气体等，通过对这类物体进行预先处理，从根源上消除一切可能引起在轨爆炸的因素，因此钝化措施又称为“消能”。

根据已有的记录，迄今至少已经发生了184起空间物体在轨解体事件，每次解体均产生了大量的空间碎片。仅就地面观测系统能够探测到碎片来讲，解体事件所产生的碎片占碎片总量的比例高达37.7%。1996年6月3日，运载火箭飞马座发生爆炸，共产生709块碎片，是有记录的爆炸解体中产生碎片最多的一次。

钝化根据目标的不同，一般分为三种：运动部件钝化、蓄电池钝化、推进剂钝化。

运动部件钝化是专门针对航天器上具有运动能力的部件而言的，例如控制力矩陀螺。钝化要求航天器在完成任务后所有运动部件均停止运动，以防止运动部件发生意外而导致碎片产生。由于航天器上所有的运动部件都需要提供电源才能维持工作状态，所以对这类运动部件最简单的钝化解决方案就是在电路中设计能够实现切断电源的装置，当航天器结束任务后，通过指令断开运动部件的电源，使其停止运动。

蓄电池钝化要求航天器在结束任务后保证其储能部分释放能量并断开供电路线。因为蓄电池这类储能组件在工作状态下受到撞击或者损毁时极其容易发生爆炸，从而产生空间碎片，因此，必须保证在航天器任务结束后让这类组件释放完所有的能量并切断供电线路。蓄电池钝化的方法同样也是在控制电路中设计能够实现放电和断电的装置，在任务结束后，通过预设的指令让其停止供能。

推进剂钝化是指末级火箭在星箭分离以后，留在储箱中的剩余推进剂或高压气体会存在爆炸的安全隐患，必须及时将这些剩余推进剂清空，从而消除发生爆炸的潜在危险。清除推进剂的方法有两种：一种是简单地将推进剂排放出去，目前航天器基本都采用具有表面张力的储箱来排放剩余推进剂或者高压气体；另一种是发动机再次点火，将推进剂燃烧殆尽。前者一般采用平衡排放方法，对箭体运动的影响较小；后者会产生较大的推力，影响火箭的轨道，在使用这种方法时，要避免与在轨正常运行的航天器碰撞。