空间环境影响
空间环境影响
空间环境包括真空、太阳电磁辐射、高能粒子辐射、等离子体、微流星体、行星大气和磁场等因素,这些因素会对航天器的运行轨道、姿态、表面材料、内部器件及其电势产生显著影响。
影响要素
行星大气阻力影响
大气阻力会影响航天器的轨道形状和大小,是决定航天器轨道寿命的主要因素之一。
太阳光压影响
光压的长期作用可能影响航天器的轨道运动,特别是在行星际飞行中,光压可以作为一种行星际飞行的动力来源。
引力场和磁场影响
引力场和磁场对航天器绕质心的姿态运动产生的力矩分别为引力梯度力矩和磁力矩。这些力矩可能会作为干扰力矩或者控制力矩,具体取决于航天器所处的空间环境以及航天器的结构外形和姿态控制的方式。
高能粒子辐射影响
高能粒子辐射对航天器的表面材料和内部器件会产生多种复杂的影响,包括辐射损伤、重量损失、真空放电、分子污染、粘着和冷焊、表面沙蚀等。
辐射损伤
高能粒子辐射会导致航天器内部形成内辐射环境,从而影响材料和器件的性能,甚至造成永久性辐射损伤。
重量损失
在高真空环境中,材料和器件会发生特殊的变化,导致材料重量逐渐减小,这一过程被称为材料重损。
真空放电
在低气压环境下,一些高压器件和电路可能发生气体放电击穿,导致功能减退或永久性损伤。
分子污染
有机材料的逸出物和火箭羽烟等物质会在空间环境中扩散并沉积在航天器的其他部位上,造成分子污染。
粘着和冷焊
在高真空条件下,固体表面相互接触时会发生不同程度的粘合现象,严重情况下可能导致冷焊。
表面沙蚀
微流星体会对航天器表面产生沙蚀作用,尤其对光学表面太阳电池有一定影响。
应对策略
为了应对空间环境的影响,航天器的设计和制造需要考虑多个方面,包括选用耐辐射材料、减轻重量损失、预防真空放电、减少分子污染、避免粘着和冷焊、保护表面免受沙蚀等。此外,航天器的控制系统也需要能够适应空间环境的变化,以确保航天器正常运行。
目录
概述
影响要素
行星大气阻力影响
太阳光压影响
引力场和磁场影响
高能粒子辐射影响
辐射损伤
重量损失
真空放电
分子污染
粘着和冷焊
表面沙蚀
应对策略
参考资料