1. 空间碎片情况

　　截止2014年11月份，整个空间碎片超过了75M 片，总重量为6500 吨，77%集中在地球近地轨道(900~1400km)，根据2005 年的发表结果，其分布情况如表1 所示。从目前情况看，碰撞可能是太空碎片产生的主要原因，级联碰撞会造成太空碎片数目呈现指数增长。根据碎片的尺度和运动特点，目前可以想到及已实施的保护措施及方法在表1中给出。具体包括：1) 对于10cm 以上的大碎片，通过免碰撞操控措施或者在轨保护器移除飞行器周围碎片措施已经成功实施。2) 对于小于1cm的碎片，强健的设计及防护可以有效防护，且成本相对较低。3) 对于1~10cm 范围内的碎片，目前无有效的方法可以进行防护。空间飞行器对于经济建设及国防安全至关重要，对于飞行器安全运行保护是发展空间技术的基础，对于政府、商业卫星发射及运营公司都非常重要。

　　2. CLEAN SPACE 项目

　　CLEAN SPACE 项目自2011 年启动，主要基于地基激光方案移除特定飞行器周围1~10cm 中等尺寸太空碎片，避免飞行器收到太空碎片的碰撞。该项目为FP7 空间项目的一部分，和空间环境认知(Space situational awareness，SSA)，碰撞避免(Collisionavoidance)一起构成了空间碎片管理项目。该项目分为五个步骤，如图1，1) 认真评估空间碎片情况；2) 提出全面系统框架，包含碎片的调查、跟踪、识别、基于激光技术碎片移除系统(该系统为ESA，SSA 项目的补充)；3) 应对安全管理规范、政治意义及未来合作伙伴；4) 发展可用的碎片移除技术(主要是激光)；5) 建立发展和实施激光移除碎片系统(Lasser debris removal， LDR)的路线图；该项目聚集了欧洲顶级研究机构：Airbus Defence and Space(飞行器单位)，Poznan Observatory(空间碎片环境研究)，ASTRIPOLSKA(空间应用技术)，Compagnie Industrielle des Lasers、(CILAS)，Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt(DLR)， Laboratoire de physico-chimie desmatériaux luminescents (LPCML)， Institute of Low Temperature and Structure Research(ILT)， University of Limoges， Rovira Virgily University (激光技术)。CLEAN SPACE 项目的特点：1) 实施快，有害碎片在碰撞警报前几个小时及几天时间内可以移除；2) 灵活性高，可以处理LEO 轨道几个碎片，甚至是不同轨道或高度；3) 成本低，地基激光系统可以重复使用，不需要空间发射。该项目在发展低成本激光技术时，可以使用SSA 项目中大部分技术；4) 对空间环境无影响，不会产生与发射或轨道内碰撞相关的新的碎片。

　　2.1 LDR 物理概念

　　LDR使用来自地球表面的脉冲激光改变近地轨道上太空碎片的运行轨道，如图2 所示，激光辐照太空碎片后，将其表面材料烧蚀、汽化或者离化，被烧蚀材料在碎片表面高速喷发，生成足够的力驱动碎片更换轨道或者进入大气层烧蚀，从而达到移除航天器周围碎片，保护航天器运行安全的目标。