基本介紹
- 中文名：空間環境影響
- 影響1：太空飛行器軌道運動
- 影響2：太空飛行器姿態運動
- 影響3：太空飛行器電位
太空飛行器軌道運動,太空飛行器姿態運動,太空飛行器電位,太空飛行器材料器件,
太空飛行器軌道運動
太空飛行器在空間的運行軌道主要由天體的引力場決定。行星大氣、太陽電磁輻射和電漿對太空飛行器的作用力遠小於天體的引力，但是長期的影響則不可忽略。
①行星大氣阻力影響：大氣阻力會改變太空飛行器的軌道形狀和大小，是決定太空飛行器軌道壽命的主要因素。
②太陽光壓影響：光壓的長期作用可影響太空飛行器的軌道運動（見太空飛行器軌道攝動）。在行星際飛行中，光壓可以成為一種行星際飛行的動力，太陽連續發出的電漿流（太陽風）也可能被用作行星際飛行的動力。
太空飛行器姿態運動
行星大氣、太陽電磁輻射、引力場和磁場對太空飛行器繞質心的姿態運動所產生的力矩分別是氣動力矩、光壓力矩、引力梯度力矩和磁力矩。這些力矩對太空飛行器姿態控制的影響主要表現為干擾力矩，有的也可被用作控制力矩，各種力矩的大小與太空飛行器所處的空間環境以及太空飛行器的結構外形和姿態控制的方式有關。一般地說，太空飛行器在距地面1000公里以內運行時，氣動力矩起主要作用。距地面1000公里左右的自旋穩定衛星，其磁力矩可引起自旋軸繞地磁場方向進動。太空飛行器上的磁性材料和電流迴路在空間磁場中運動所產生的感應磁場與空間磁場相互作用會使自旋速度減慢。
太空飛行器電位
太空飛行器材料器件
高能粒子輻射、太陽電磁輻射、真空和微流星體等對太空飛行器的表面材料和內部器件會產生各種複雜的環境效應。
①輻射損傷：地球和木星輻射帶、銀河宇宙線和太陽宇宙線的高能帶電粒子（見空間飛行環境）不僅對太空飛行器的表面材料有影響，而且在太空飛行器內部形成內輻射環境，使一些材料和器件的性能變化，甚至造成永久性輻射損傷。易受損傷的材料和器件是太陽電池、光學表面、有機材料、半導體器件和積體電路等。太陽電磁輻射中的可見光和紅外部分的通量占太陽電磁輻射總通量的90%以上，它們主要影響太空飛行器的溫度。太陽紫外輻射的通量在總通量中的比例雖然很小，但是長期的紫外輻照會使太空飛行器的一些表面材料受到輻射損傷，例如增加溫控塗層的吸收率、降低太陽電池片的效率。
②重量損失：太空飛行器中的一些材料和器件長期處在高真空環境中會發生一些特殊的物理和化學變化。真空環境會加速其他環境條件對材料和器件的影響。在真空環境下，各種材料會失去內部的溶解氣體和表面的吸附氣體，材料產生出氣現象。在材料出氣、輻射損傷和其他環境效應的長期共同作用下，材料的重量會逐漸減小，即材料重損。材料的重損率與材料的性能有密切的關係，它是鑑定材料空間性能的重要指標。
③真空放電：太空飛行器在發射過程中，往往要經歷1千帕到1帕的低氣壓環境，太空飛行器入軌後，由於結構材料出氣，也能使某些部件的空間維持上述氣壓範圍，一些高壓器件和電路可能發生氣體放電擊穿，以致造成功能減退或永久性損傷。
④分子污染：在空間環境作用下，有機材料的各種逸出物和火箭羽煙等物質，通過分子流動和物質遷移而沉積在太空飛行器的其他部位上造成污染，稱為分子污染。嚴重的分子污染會降低觀測窗和光學鏡頭的透明度，改變溫控塗層的性能，減少太陽電池的光吸收率，增加電氣元件的接觸電阻等。
⑤粘著和冷焊：在空間高真空條件下，固體表面會失去所吸附的氣體，固體表面相互接觸時便發生不同程度的粘合現象，稱為粘著。如果除去氧化膜，使表面達到原子清潔程度，在一定的壓力負荷下可進一步整體粘著，即引起冷焊。這種現象可使太空飛行器上的一些活動部件出現故障，如加速軸承磨損、電氣活動觸點卡住、太陽電池翼伸展困難等。防止冷焊的措施是選擇不易發生冷焊的配偶材料，在接觸面上塗敷固體潤滑劑或設法補充液體潤滑劑，鍍覆不易發生冷焊的材料膜層。
⑥表面沙蝕：在行星際空間和地球空間中，微流星體對太空飛行器表面有沙蝕作用，這對光學表面和太陽電池都有一定的影響。
