空间环境及其效应

航天器空间多因素环境协同效应研究沈自才;邱家稳;丁义刚;刘宇明;赵春晴【摘要】The necessity of study on synergistic effect of space environments is analyzed. Some synergistic effects such as electron, proton and ultraviolet, atomic oxygen and ultraviolet, atomic oxygen and space debris, discharging induced by space debris and contamination induced by space environment were discussed. The present state and perspectives of study on synergistic effects were discussed and proposed. Some advices and countermeasures of systemic study on mechanism, simulation, test method, forecasting technique were given.%文章首先对空间多因素环境协同效应研究的必要性进行了分析,然后对不同空间环境因素间的协同效应,如带电粒子与太阳电磁辐射、原子氧与紫外、原子氧与空间碎片、空间碎片诱导放电及空间环境诱导污染效应等进行了探讨,最后对开展空间多因素环境协同效应的现状和方向进行了讨论,给出了系统开展空间多因素环境协同效应机理、模拟技术、试验方法、仿真及预示技术研究的建议和对策.【期刊名称】《中国空间科学技术》【年(卷),期】2012(032)005【总页数】7页(P54-60)【关键词】空间环境;多因素协同;效应分析;航天材料;航天器【作者】沈自才;邱家稳;丁义刚;刘宇明;赵春晴【作者单位】北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程重点实验室,北京100094;中国空间技术研究院,北京 100094;北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程重点实验室,北京 100094;北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程重点实验室,北京 100094;北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程重点实验室,北京100094【正文语种】中文1 引言航天器在轨运行期间所面临的空间环境包括真空、低温与冷黑、带电粒子辐射、太阳电磁辐照、空间碎片、微流星体及原子氧等［1-2］。

新亚欧大陆桥运行不畅的原因及对策探讨①张艳玲刘崇献②（北京物资学院，北京101149）摘要：从理论上看，新亚欧大陆桥在地理位置、潜在市场驱动、物流运输等方面相对西伯利亚大陆桥都有着极强的竞争力。

但自开通以来，却存在着通道拥堵、返空箱率高、竞争力弱等各种问题，真正横跨亚欧的“黄金运输通道”并未形成。

本文从运费、沿线国家轨距问题、物流信息服务能力等几方面分析了亚欧大陆桥运转不畅的原因，并提出了相应的对策建议。

关键词：新亚欧大陆桥；优势；运转不畅；原因；对策一、新亚欧大陆桥理论上具备明显的优势（一）地理优势首先，运输距离上的优势。

新亚欧大陆桥是连接亚欧两大制造业中心距离最短的陆路物流通道，它比西伯利亚大陆桥缩短陆上运距2000-5000公里，比海运距离更是缩短了上万公里，运行速度也比海运快。

其次，地理位置和气候条件优越。

整个陆桥避开了高寒地区，港口常年无封冻期，吞吐力强，东方桥头堡自然条件好，一年四季可以不间断作业。

再次，辐射面广。

新亚欧大陆桥辐射亚欧30多个国家和地区，居住人口占世界总人口的75%1。

作为一条连接亚欧大陆，沟通太平洋与大西洋的国际运输通道，新亚欧大陆桥被誉为“现代丝绸之路”和“黄金走廊”。

（二）贸易驱动优势后金融危机时代，全球范围内正进行着新一轮产业布局的调整，东北亚、中亚、中北欧不断推进产业分工合作，为新亚欧大陆桥的发展带来了巨大的贸易驱动力。

包括以能源、原材料生产和出口为主要特征的中亚内陆五国向东必须借助新亚欧大陆桥实现资源的出口所带来的贸易驱动，中日韩等国与中亚、欧洲商贸往来形成的贸易驱动等。

新亚欧大陆桥作为贯穿东中西的物流走廊，其发展的实质是形成具有战略意义的经济走廊。

（三）物流运输优势①本文属于北京市教委2011年度人才强教深化计划项目—京津冀地区贸易与经济发展模式研究学术创新团队（编号：PHR201106139）项目和北京市优秀人才培养资助项目研究成果。

②张艳玲，北京物资学院2012级国际贸易学硕士研究生；刘崇献（通讯作者），北京物资学院经济学院副教授，经济学博士。

空间环境和航天工程叶宗海(中国科学院空间科学与应用研究中心，北京，100080)摘要概要描述近地空间环境对航天活动的影响，主要介绍高层大气、高能带电粒子、空间等离子体、空间碎片和微流量等空间环境对航天器轨道和姿态的影响，以及辐射损伤、机械损伤、化学损伤、航天器表面充放电、硬软错误、通信和测控的干扰等，评述国内外在研究上述这些影响的现状与进展，以及防止和减少这些影响的对策与措施。

关键词：空间环境，航天器故障，故障防护与对策。

1引言这里所指的空间环境是近地空间环境，近地空间是航天器最多、最活跃的区域。

在这一区域航天器所遭遇的环境有：高层大气、地磁场、地球重力场、高能带电粒子(银河宇宙线、太阳宇宙线、地球辐射带)、空间等离子体(电离层、磁层等离子体、沉降粒子)、太阳电磁辐射、微流星、空间碎片等。

这些空问环境直接关系到人类的生产活动与生活，特别是对曰益发展的航天活动、军事活动、通讯与导航系统，以及地面技术系统等都有着重要影响。

高层大气会影响航天器的轨道、姿态、温度改变，原子氧会引起航天器表面材料的剥蚀；高能带电粒子环境会使航天器的材料、器件、太阳电池、航天员等产生辐射损伤，使微电子器件和设备产生单粒子效应，使其出现软硬错误；空间等离子体会使航天器表面和深层介质充放电，导致航天器内产生电磁干扰引发航天器故障；空间碎片和微流星环境会使航天器及其设备产生机械损伤等等。

据统计，1971年2月至1986年11月美国卫星出现的1589次异常事件中，70％与卫星所处的空间环境有关，空间环境直接诱发的异常事件占16．7％，国内外的卫星故障分析表明，在所有卫星故障中，空间环境诱发的故障约占40％“’“。

例如，在1989年3月太阳上发生的一系一32—列大爆发，曾导致地球上西半球近60次的短波通讯中断或衰减，3月10日发生的一次7．5小时长寿命太阳爆发，伴随有高通量的太阳质子流；产生了长时间的地磁暴；因这一事件导致美国气象卫星一度中断向地面发送云图，导航卫星几天不能正常工作，军事系统跟踪的几千个空间目标近于失踪；由于沉降粒子注入使大气密度增加，低轨卫星受到异常加大的阻力，姿态几乎失去控制。

万方数据　万方数据　万方数据航天器环境工程２００７年第２４卷２５４ｃｍ，工作区域为１５．２ｃｍ×２５．４ｃｍ。

如果试验安装板大于２５．４ｃｍ×２５．４ｃｍ，则板不能旋转，但也能使用。

一般试验最多可安装２０个器件。

束流密度范围一般是Ｉｏｚ～１０ｃｍ。

·ｓ～，注量一般是１０３～１０”ｃｍ｜２，所以试验时间为１０～１０３ｓ。

束斑直径西２～３０ｍｍ。

样品板安装机构照片如图１。

图１ＢｓＥｕＴＦ设各样品板安装机构图Ｆｉ９１Ｍｏｕｎｄ“ｇｓａｍｐＩｅｓｔｏｔｌｌｅ鲫ｐｌｅｈｏＩｄｅｒｉｎｔｈｅＢｓＥｕ耶Ｆａｃｎ崎（２）ＬＢＬ（ＬａｗｒｅｌｌｃｅＢｅｒｋｅｌｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ）的回旋加速重离子单粒子效应辐照设备ＬＢＬ的２．２４ｍ回旋加速设备把回旋加速器与ＥｃＲ离子源组合起来。

ＥｃＲ离子源提供荷质比相近的混合离子；回旋加速器本身作为质量分析器分离各种离子，从而实现不同离子的切换，使被辐照器件在几分钟内改变ＬＥＴ值。

束流强度改变主要通过在ＥＣＲ源出口加各种散射板获得，变化范围达９个数量级。

辐照束斑可调范围毋１～１０ｃｍ。

提供重离子的ＬＥＴ值范围０．０ｌ～９８Ｍ“，·ｃｍ２／ｍｇ，质子能量变化范围１～５５Ｍｅｖ。

Ａｅｍｓｐａｃｅ公司在该设备终端建立了一个专门做ＳＥＥ试验的靶室。

（３）ＴＡＭＩＪ（ＴｅｘａｓＡ＆ＭＵＩｌｉｖｅｒｓ时）回旋加速器重离子单粒子效应试验设备ＴＡＭｕ的ＳＥＥ试验设备提供重离子的ＬＥＴ值范围是０．０ｌ～９３．４Ｍｅｖ·ｃｍ２／ｍｇ。

离子切换时间一般小于ｌｈ。

通过磁散焦、薄膜散射磁扫描技术，器件得到很均匀的辐照，束流调节范围达几个数量级。

设备配备较精密的束性能测试系统。

辐照过程可实现程序化全自动控制。

设备提供各种计算机接口，并且提供用户单粒子效应监测软件包。

３．１．２高能质子辐照试验设备最近，高能质子在复杂器件中产生的单粒子翻转和锁定日益引起研究关注。

地球空间1，地球空间：靠近行星地球的、受太阳辐射变化直接影响的空间区域。

内边界大约距离地球表面60公里，外边界是太阳风与地磁场相互作用形成的。

2，地球空间构成：中高层大气、电离层、等离子体层、磁层3，研究临近空间（20~100公里）的大气的重要性：亚轨道飞行器的飞行范围（仍受到地球引力牵引，但在一定时间能体验到失重）载人航天器气动加热严重的区域中程导弹飞行空间亚轨道旅游对地观测军事侦察4，臭氧层：大气层的平流层中臭氧浓度相对较高的部分，其主要作用是吸收短波紫外线。

距地面15~50千米高度的大气平流层，集中了地球上约90%的臭氧，这一区域被成为臭氧层。

臭氧层分布在离地20~50千米的高空，臭氧主要是紫外线产生的。

5，联合国相关组织，1985年法曼南极臭氧，1995年罗兰-莫里那理论，1995年诺化奖6，热层的加热源：吸收太阳紫外辐射和X射线（最重要）带电粒子加热（高纬地区）电离层电流加热（高纬地区）7，大气密度日变率：40公里以下：〈6%50~100公里：10~25%100公里以上：随太阳活动和地磁活动而变化；在磁暴发生几小时后，密度可增加几倍甚至达10倍。

8，高层大气密度随太阳活动变化：原因：太阳紫外辐射增强，且被高层大气吸收；变化幅度：340km：10倍500km：50倍电离层：1，什么是电离层：2，电离层结构3，电离层扰动4，电磁波在电离层中的传播5，当前电离层研究重点1，电离层：地球高层大气的一部分，因受太阳的紫外线、X射线和带电粒子辐射而电离。

是地球大气中自由电子密度足以对无线电波传播产生显著影响的区域。

高度范围：60~1000 km2,电离层的基本特性：具有足够数量的自由电子和离子，显著地影响电磁波传播。

电离度底（~1%），相当多的大气分子和原子未被电离电子和离子的运动还部分地受中性风的影响3，影响电离层状态的主要因素电离过程：增大电荷密度；主要电离源是来自太阳的短波辐射与粒子辐射复合过程：减少电荷密度；与大气密度、风等因素有关4,电离层分层结构D层：（60~90km）主要电离源：太阳的拉曼a辐射和软X射线辐射夜间D层基本消失无线电波在这一层中的衰减严重（原因：大气较稠密，电子与中性粒子和离子的碰撞频繁）E层：（90~160km）电子密度峰值出现在105~110km之间。

论室内空间环境与人的关系摘要：环境指的是围绕着人和一切生物的一切外在条件，包括自然环境、城市环境、社会环境、社会生活方式、文化心态以及社会的物质文明和精神文明等诸多方面的因素。

“山水有灵，天人和一”“人与天地相应”这是中国传统哲学中的宇宙观，这不仅说明了人和自然界的相互关系；也表达了环境和人类之间的相互依存、相互制约的关系。

关键词：环境；情感；人中图分类号：j05 文献标识码：ａ文章编号：1005-5312（2012）20-0074-01一、环境的感知效应环境的感知效应对室内设计发展的影响主要在于为人们创造一个良好的合理的生活和工作环境。

其本质是人们为进行各种生存活动而对环境进行改造，创造出物质、精神特性上与人相通的环境，以支持人类生存的各种意义。

室内环境应当满足人们在生理上、心理上的各方面要求，应有舒适的功能设施、良好的空间视觉形象、合理的温度与湿度，必要的风速，新鲜的空气，充足的光线和不受周围环境的热、光辐射与噪声干扰的不利影响。

要想室内达到好环境，就必须使人的感觉效应达到最佳的状态。

室内环境具有以人为主体的空间的基本属性和特性，它是由特定的环境空间同感觉它的人之间产生的相互关系所形成的。

空间环境的主体是活动着的人，而环境的感知效应是人与空间环境的媒介。

它所产生的形式特性与其主题的象征性、文化内涵有着必然地联系。

我们所进行的室内设计只是将生活世界的各种因素反映在室内的空间形态、界面、结构、陈设等感觉体上，使得这种空间具有很强的感知效应，成为了一种载有人的情感意识的感觉空间。

当人们处于这样的空间中，由于形式与内容的统一而使人不自觉地将该空间与历史进程、社会环境、文化心态等模式联系在一起，当形式和内容与人们活动的心理状态相吻合时，该室内空间便能支持人们活动时的情感，使心理的结构稳定。

此时的室内空间环境与人的关系是和谐的，人们会产生归宿感、安全感、舒适感。

要处理好室内环境与人的关系，使人的感知效应达到最佳状态则需要室内设计师的精神创造，室内设计师在进行室内设计中要研究人们的环境心态、这样对空间的形式进行创造时，就会使空间的形式具有精神的成分，具有情感的意识。