[科普中国]-空间辐照环境

简介

空间辐照环境主要由空间带电粒子、空间中性粒子分子以及少量的空间X射线、空间守射线等组成.这些辐射随纬度、经度、高度、方向和时间等因素的变化而变化,而且还会受太阳粒子事件的影响1。

组成宇宙射线宇宙射线主要由高能带电粒子流组成.在空间中它是各向同性的.由于它是带电粒子，在地球附近受地磁场影响，它的路径将发生弯曲，在两极附近比在赤道位置更容易接近地球。

地球辐射带1958年人造地球卫星上天后不久,人们就发现在近地空间的某些区域存在着高强度的带电粒子,VanAllen确定了这是由地球磁场捕获的带电粒子而形成的辐射带.后来的研究表明,地球辐射带可分为内辐射带和外辐射带。

太阳粒子事件在太阳极大年,相对于平时的稳定状态,太阳持续不断地抛射的物质形成了一个低能粒子源(包含质子重离子)。这些太阳粒子事件一次会持续数天,其能量可达数百MeV,主要影响飞越高纬度的飞行物。

大气中的次级成分地球表面被一层厚厚的大气所保护.进入地球大气层的高能粒子和大气中的原子核发生碰撞,产生质子,中子等次级成分.所以在大气深处,宇宙线的强度先增加,到18km高度达到极大值,后来由于大气的吸收效应超过次级粒子的增殖效应,总强度又逐渐降低至海平面水平.

太空飞行器内部形成的次级成分太空飞行器在飞行中受到高能粒子轰击,其防护壳与粒子的作用也产生次级成分.例如拦击电子和质子形成的x射线,以及飞行器外壳与高能粒子的作用形成的各种次级粒子成分(类似于大气过程).这对太空飞行器有很大的影响。

意义各种空间环境对航天器都有不同程度的影响。在所有航天器故障中,大约40%是由空间环境直接导致的。而在空间环境导致的航天器故障中,有36%源于等离子体环境,34%源于电离辐射环境,10.5%源于热环境,5.3%源于太阳环境2。带电粒子和太阳电磁射线等空间辐照环境对航天器材料有不可忽视的影响。