空間輻照環境

簡介

空間輻照環境主要由空間帶電粒子、空間中性粒子分子以及少量的空間X射線、空間守射線等組成.這些輻射隨緯度、經度、高度、方向和時間等因素的變化而變化,而且還會受太陽粒子事件的影響。

宇宙射線主要由高能帶電粒子流組成.在空間中它是各向同性的.由於它是帶電粒子，在地球附近受地磁場影響，它的路徑將發生彎曲，在兩極附近比在赤道位置更容易接近地球。

1958年人造地球衛星上天后不久,人們就發現在近地空間的某些區域存在著高強度的帶電粒子,VanAllen確定了這是由地球磁場捕獲的帶電粒子而形成的輻射帶.後來的研究表明,地球輻射帶可分為內輻射帶和外輻射帶。

在太陽極大年,相對於平時的穩定狀態,太陽持續不斷地拋射的物質形成了一個低能粒子源(包含質子重離子)。這些太陽粒子事件一次會持續數天,其能量可達數百MeV,主要影響飛越高緯度的飛行物。

地球表面被一層厚厚的大氣所保護.進入地球大氣層的高能粒子和大氣中的原子核發生碰撞,產生質子,中子等次級成分.所以在大氣深處,宇宙線的強度先增加,到18km高度達到極大值,後來由於大氣的吸收效應超過次級粒子的增殖效應,總強度又逐漸降低至海平面水平.

太空飛行器在飛行中受到高能粒子轟擊,其防護殼與粒子的作用也產生次級成分.例如攔擊電子和質子形成的x射線,以及飛行器外殼與高能粒子的作用形成的各種次級粒子成分(類似於大氣過程).這對太空飛行器有很大的影響。

各種空間環境對太空飛行器都有不同程度的影響。在所有太空飛行器故障中,大約40%是由空間環境直接導致的。而在空間環境導致的太空飛行器故障中,有36%源於電漿環境,34%源於電離輻射環境,10.5%源於熱環境,5.3%源於太陽環境。帶電粒子和太陽電磁射線等空間輻照環境對太空飛行器材料有不可忽視的影響。