首页 理论教育 粒子束空间防护技术的优化方案

粒子束空间防护技术的优化方案

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:高能电子束会对航天器产生多重效应,轻则使航天器功能受到影响,重则可能会对航天器带来不可逆的损伤,因此,研究高能电子束的空间防护技术具有重要意义。航天器运行在恶劣的空间轨道环境中,在不同轨道上充满着各种各样形态的物质,有多种粒子,如中性粒子、电离气体、等离子体和带电离子,有各种尺度的流星体及空间碎片;也有各种形式的场,如引力场、电场、磁场和各种波长的电磁辐射。

粒子束空间防护技术的优化方案

高能电子束会对航天器产生多重效应,轻则使航天器功能受到影响,重则可能会对航天器带来不可逆的损伤,因此,研究高能电子束的空间防护技术具有重要意义。相较于高能电子,其他粒子(中性粒子、重离子)对航天器产生的效应更具多样性,部分粒子在自然状态下甚至就能够对航天器造成功能损伤,因此,开展高能粒子的空间防护技术研究也是当前的一个热门方向。本章内容并不仅仅局限于对高能电子束防护方法的讨论,对其他粒子的空间防护也一并纳入了本章讨论。

航天器运行在恶劣的空间轨道环境中,在不同轨道上充满着各种各样形态的物质,有多种粒子,如中性粒子、电离气体、等离子体和带电离子,有各种尺度的流星体及空间碎片;也有各种形式的场,如引力场、电场、磁场和各种波长的电磁辐射。空间环境归纳起来可分为热真空环境、等离子体环境、微流星体/空间碎片环境、太阳环境、电离辐射环境、地磁场环境、引力场环境、中高度大气层环境等[1],这些环境对航天器具有不同程度的影响和威胁,甚至可能导致航天器在轨异常和失效。其中,据有关资料统计表[2],1971 年至1986 年,国外发射的39 颗同步卫星,因各种原因造成的故障统计共1 589 次,其中与空间辐射环境有关的故障有1 129 次,占故障总数的71%;在我国6 颗同步卫星故障原因中,空间辐射环境引起的故障在总故障中的比例达到了40% [3]。由此可见,卫星和航天器的故障主要来源空间辐射,在这些卫星故障或异常中,空间辐射环境仍然是卫星在轨故障的主要原因之一[4]。(www.xing528.com)

航天器在空间环境中运行会受到各种高能粒子和射线的辐射损伤,空间辐射环境是导致卫星在轨故障的主要原因之一,存在使整个航天器失效的巨大风险,因而航天器在设计和研制阶段必须考虑空间环境中粒子辐射对航天器造成的巨大危害,采取必要的防护措施,以减小航天器发生故障和失效的风险,现有航天器防护技术主要针对自然环境中的粒子辐射环境进行设计和评估,各种辐照效应对航天器的威胁主要考虑自然空间环境中的粒子辐射效应。现有航天器对于辐射环境进行的防护主要基于自然空间环境的粒子种类、能量和通量,对自然空间粒子辐射环境对航天器的损伤进行预估,针对不同的辐射效应采用不同的空间防护方法和技术。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈