航天环境

航天器本体环境

是指航天器本体某些系统处于工作时或在外层空间各因素作用下产生的环境，

主要包括：推力器环境、电磁环境、振动冲击环境、 材料逸出物引起的分子污染等。

航天器近地空间环境

是指宇宙空间存在的且 在近地空间范围内产生时空分布特性的物质、辐射 和力场等环境，就其形成而言，主要是由太阳、地 球、其他宇宙天体等在近地空间区域内综合作用的结果，很难截然划分。

辐射环境

太阳电磁辐射

太阳电磁波长覆盖10_14~10-4 111，当太阳电磁波辐照在航天器表面时，根据其频率的不同可对航天器产生3个方面的影响:一部分被航天器材料吸收，另一部分被反射，极小部分高能射线可透射穿过航天器材料。向阳部位温度会很高，吸收热量的 多少取决于结构外形和涂层材料;而背阳部分的温 度会很低。若航天器的热设计不当，会造成航天器 温度不均匀，影响正常运行。另外值得一提的是， 太阳辐照作用产生的二次辐照(即地球反射)及一 部分地球红外辐射都是影响航天器温度的因素。

高能带电粒子环境

太阳宇宙线、地球辐射带和银河宇宙线均属于高能带电粒子流。 太阳宇宙线是太阳爆发耀斑时发射的高能带 电粒子流，主要由质子组成，其次为氦核，还包含少量其他重核和电子， 地球辐射带是指近地空间被地磁场捕获的能 量大于0.1 MeV的质子和电子构成的高能带电粒子区域，常称为地磁捕获辐射带，亦称“范艾伦 带”。地球辐射带的带电粒子空间分布不均匀，根据高度的不同分为两个辐射带，距离赤道上空 600~1 000 km的高度属于内辐射带，质子能量在 4"---50MeV之间，电子能量在0.5 MeV左右；距离赤道上空20 000 km以上的高度属于外辐射带，质 子和电子能量一般低于1 MeV。由于太阳风的影响，迎风一侧的辐射带被压得相对较扁平，而背风一侧的辐射带被“吹”得细长。 银河宇宙线是来源于太阳系以外银河系的通量 很低但能量很高的带电粒子流，其中各种重离子能量在102-1012 MeV之间，电子能量在0.5~100 GeV 之间。 高能带电粒子流对航天器的效应主要表现在3 个方面:

(1)对航天器的材料、电子器件、生物载 荷及航天员的辐射总剂量损伤效应;

(2)对大规模 集成电路的微电子器件的单粒子效应，包括单粒子 翻转、单粒子锁定、单粒子烧毁、单粒子栅击穿事 件等;

(3)高能粒子的注入影响其他空间环境，如 使等离子层电子密度增加，对通信、测绘和导航系 统造成严重干扰。

摄动环境

摄动环境是影响航天器飞行轨道和姿态的最 主要因素，就近地空间而言主要包括高层大气、太 阳光压、第三体摄动和地球非球形摄动。

高层大气环境

一般资料将真空环境与空间大气环境分开来研究，近地空间内的大气环境和真空环境是对立统一的，只是研究的侧重点不同。空间大气的研究是建立在大气成分、温度、压力及密度等参数基础上的，随着高度的增加，这几个参数都发生很大变化。当某一范围内气体压强(或密度) 小于某一特定数值时就产生了所谓的“真空”。航天器运行的轨道越高，其真空度也越高。因此可以 将空间大气环境理解为真空环境中的残存气体。 在没有源和汇的条件下，大气中不同气体的比例取决于分子扩散和湍流运动的共同影响。在距 离地球表面90 km以下的高度，湍流作用大于扩散作用，各种气体的比例几乎保持不变，故称为均匀层或湍流层。在90~105 km高处，上述两种作用大 约相等，称为均质层顶或湍流层顶。在105 km以 上的大气中，扩散运动占据了主导位置，各种气体组成的比例随高度增加而呈非均匀变化，称为非均质层。非均质层下部的主要大气成分是氮气、原子 氧、氧气和氦气，其上部的主要成分除了这些气体之外，还增加了原子氢。处于非均质层残留大气成分中原子氧的含量占80%左右，其氧化作用会使航天器表层材料蒸发、升华或分解。空间的残余大气无论成分如何，都对航天器产生阻尼效应；而且 残余气体的密度越低，相应真空度越高，会对航天 器本体产生诸如压力差增大、真空放电、辐射传热、 材料出气和真空泄漏等效应。

太阳光压