真空、辐射、冷黑——航天空间环境模拟

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］。

• 卫星上某些有机材料在冷黑环境下会产生老化和变脆，影 响材料的性能。
六、空间原子氧环境与其效应
• 原子氧是低地球轨道大气的重要成分，美 国航天飞机的发射，使人们逐步认识到原 子氧环境的严重效应。特别对永久性空间 站，是必须考虑的一项重要环境。 • 在200-700km高度范围，大气的主要成分是 原了氧。原了氧对有机物与碳照会产生质 量损失，对银涂层产生氧化反应。
先天性畸形 生长发育障碍
四、空间微重力环境与其效应
如果航天器不是一个纯质点，且有其他星球引力
的作用，因此，航天器总是处于微重力条件下(约有
10-4g大小的重力加速度)。 对航天器的姿态及轨道稳定性有影响，需要不断 校正，近地卫星更是如此。 对航天员的生理健康有影响，易疲劳。
微重力使航天器的结构设计发生了变化，可采用
电离辐射生物效应类型及其特点
确定性效应
确定性效应(Deterministic effect)：是指辐射 效应的严重程度取决于所受剂量的大小。这种效应 有一个明确的剂量阈值，在阈值以下不会见到有害 效应，如放射性皮肤损伤、 生育障碍。
随机性效应
随机性效应(Stochastic effect)：是指辐射效应的发 生几率(而非其严重程度)与剂量相关的效应，不存在剂量 的阈值。主要指致癌效应和遗传效应。
3 主动防护方法
上方深色线表示没有防 护条件下的辐射剂量，中间 的最浅色线表示材料防护下 的辐射剂量，下方的浅色线 表示静电场防护下的辐射剂 量。 静电场防护结构需要在 防护区以外安装设备，因此 仅仅适合用于星球表面的辐 射防护，无法应用于载人飞 船。
图为静电场和材料防护条 件下的辐射剂量曲线：
二、磁场防护 所谓磁场防护是指在需要保护区周围产生一个磁 场，带电粒子进入该磁场将受到洛伦兹力作用，其运 动轨迹发生改变，无法到达受保护区。磁场防护方法 有约束磁场防护和非约束磁场防护两种。

撰文 / 周岫彬 （中国航天科技国际交流中心）航天员进驻“太空之家”，在空间站里“安居乐业”，执行各项科研任务。

为了让空间站顺利完成建造及稳定运营，执行出舱任务也成为航天员的一种常态。

出舱活动的航天员要面临超低温、宇宙射线、真空环境、太空垃圾等考验，他们要如何应对，又有哪些“黑科技”在保障航天员的安全呢？16APR.Copyright©博看网. All Rights Reserved.2022太空中航天员的出舱活动被称为太空行走，是指航天员穿着舱外航天服离开载人航天器乘员舱，进入太空的行为。

一般分为两类：基于太空轨道的出舱活动，如空间站和载人飞船；基于地外星球的出舱活动，如登陆月球、火星等。

出舱活动是载人航天活动的重要组成部分，也是载人航天的一项关键技术。

出舱活动使航天员直接进入太空，消除了航天器舱壁对航天员的限制，大大拓展了人类在太空的活动范围。

通过出舱活动，航天员在航天器舱外执行组装、维修、实验、建造、生产、释放卫星等各种任务，让人类更好地认识太空、进入太空，开发和利用太空资源。

试验验证类出舱活动主要验证出舱活动系统的可行性、安全性和可靠性的相关技术，如验证新一代航天服等出舱相关装备和产品。

空间作业型出舱活动主要包括小型航天器的回收、修整与释放，舱外设备转移、安装、维护与管理，空间设施的组装、维修与建造，紧急太空救援，月面工作、登陆火星工作及地外星球的科研、生活设施建设等。

空间实验型出舱活动主要有天文观测和对地观测，空间生命科学和生物技术实验，空间流体力学实验，空间材料加工实验，微重力科学实验，空间生活技术实验。

延伸阅读出舱任务有哪些17“感觉良好”谈何容易2003年执行神舟五号载人飞行任务时，航天英雄杨利伟返回地面后的一句“感觉良好”令人振奋。

2008年，执行神舟七号载人飞行任务的航天员翟志刚出舱时遇到两次突发状况，把舱门撬开之后，他的一句“我已出舱，感觉良好”令人安心。

“感觉良好”，已成为中国航天员出舱时报平安的“传统”用语，也成为中国开启空间站时代之后我们经常能听到的“热词”。

最终设计评审 （FDR ）
出厂
参加发射场 AIT
发射
在轨测 试
热控性能 在轨评价
设计 改进
8 光机载荷热设计
被动热控制技术
• 热控涂层：专门用于改变航天器设备部件表面热辐射性质（s，）从而达到对物体温度 控制目的的表面材料。目前，航天器上常用的热控涂层主要是电化学涂层、有机漆、无 机漆、二次表面镜、热控带等。
载人航天器
层空间（太空），执行探索、
开发和利用太空等特定任务
空 间
的飞行器。如人造地球卫星、 站
载 人 飞 船
航 天 飞 机
载人航天器、空间探测器。
无人航天器
人
空
造
间
地 球 卫
探 测
星
器
卫登
星月
式 载 人载 人Biblioteka 飞飞船船技
科术 学试
卫验 星卫
星
应月
用 卫
球 探 测
星器
行 星 和 行 星 际 探 测
器
2 有效载荷
• 有效载荷（载荷） Payload Module — PM －－直接完成特定任务的仪器、设备或系统，又称专用系统。
光机载荷：航天器必备的有效载荷之一，完成遥感、成像、通讯 等任务的设备，如激光器、光谱仪、红外相机、空间望远镜等
3 空间光机载荷热控制必要性
– 太空环境恶劣－－如果不采取任何热控措施，载荷上的部件、设 备的温度有可能达到零下一百多度到零上一百多度。
（航天器整个生命周内所期经历的外在条件）
地
上
返
着
面
升
回
陆
段
段
段
段
环
环
环
环

A.离心试验
B.碰撞试验
C.热真空试验
D.电磁兼容试验
12.以下哪个因素对航天器空间环境测试的影响最小？（）
A.空间温度
B.空间压力
C.空间湿度
D.空间辐射
13.在空间环境模拟测试中，以下哪个设备主要用于测试航天器的热性能？（）
A.热真空室
B.振动台
C.电磁兼容试验箱
D.红外热像仪
14.以下哪个现象不是空间环境模拟需要考虑的？（）
7.航天器空间环境测试中，热真空试验主要用来评估航天器在______环境下的热性能。
8.电磁兼容性测试是确保航天器在空间环境中能够抵抗______干扰的能力。
9.航天器在设计时需要考虑空间碎片的影响，采取______等措施来降低风险。
10.空间环境模拟与测试对于提高航天器的可靠性和______具有重要意义。
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.航天器空间环境模拟只需要考虑真空环境。（）
2.在航天器空间环境测试中，热平衡试验是用来评估航天器在极端温度下的性能。（）
3.空间环境中的高能粒子辐射对航天器材料没有影响。（）
4.航天器在空间环境中不会受到来自地球磁场的辐射影响。（）
2.空间环境中的高能粒子辐射主要来源于太阳风和______。
3.航天器热控制系统的设计需要考虑热辐射、热传导和______。
4.在空间环境模拟中，太阳模拟器主要用于模拟太阳的______和光谱分布。
5.航天器材料的抗辐射能力可以通过电子元器件老炼试验和______来评估。
6.空间环境中的微重力主要是由航天器与地球的______造成的。
18. ABC
19. ABCD

空间环境模拟设备大热流内仿形模拟器设计杭满福【摘要】The new large heat flow simulator in profiling for space environment simulation equipment is introduced. The heater of the simulator is made of graphite. Commonly used quartz lamp array infrared simulator, the metal heated cage infrared simulator, solar simulator, and the graphite simulator were compared.%介绍了一种新型的采用石墨作为发热体的空间环境模拟设备--大热流内仿形模拟器,并与空间环境模拟设备通常所采用的石英灯阵红外模拟器、金属加热笼红外模拟器和太阳模拟器进行了比较.【期刊名称】《真空与低温》【年(卷),期】2011(017)001【总页数】3页(P45-47)【关键词】空间模拟;热流模拟器;石墨【作者】杭满福【作者单位】兰州真空设备有限责任公司,甘肃,兰州,730050【正文语种】中文【中图分类】V416.81 引言卫星及其航天器在进入空间轨道飞行阶段后，长期处于真空和冷黑的空间环境中，同时接受空间外热流与卫星内部热流的共同影响。

空间环境模拟设备是为了在地面模拟太空的“冷黑”、“高真空”和“外热流”等环境而研制的一种大型多功能综合设备，是卫星及其航天器等在地面进行各种性能、可靠性和长寿命试验的关键设备[1～7]。

大热流内仿形模拟器设计正是用于空间环境模拟试验，用来模拟卫星部件在空间环境下瞬间受到自身内部产生的大热流辐射效应。

由于模拟辐射热流密度最大达到500 kW/m2，模拟辐射面积为1 m2，总加热功率取1.1倍的富裕系数，其设计为555 kW，且整个模拟加热器安装于卫星部件的局限锥形内腔内，故与通常空间外热流模拟所采用的太阳模拟方法和红外模拟方法相比较，具有模拟辐射热流密度大，设计结构复杂，测控难度高等特点。

星球浪漫，彰显中国航天硬实力：2023年中考语文作文时新热点素积累材引言：据中国载人航天工程办公室消息，北京时间2022年9月17日17时47分，经过约5小时的出舱活动，神舟十四号航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲密切协同，完成出舱活动期间全部既定任务，航天员陈冬、航天员蔡旭哲已安全返回问天实验舱，出舱活动取得圆满成功。

人类自古以来就对神秘的宇宙充满了向往。

从嫦娥奔月的美丽传说，到明代万户的勇敢尝试，人们一直想揭开太空神秘的面纱，这份好奇心和想象力正是人类探索太空的不竭动力。

随着科学的发展，“嫦娥”奔月，“祝融”探火，“羲和”逐日这一次次的成功，代表这我们伟大的祖国，伟大的航天事业，叩问苍穹跨越星球的脚步必将越走越远……星球浪漫：嫦娥奔月、祝融探火、羲和逐日，中国人上演跨越星球的浪漫“嫦娥”探月、“祝融”探火、“羲和”逐日，中国人向着月球、火星、太阳等星球不断进发，叩问苍穹的脚步不曾停歇，远古神话梦想一个个变成现实。

“诸神传说”的成真，承载着中国人探索浩瀚宇宙的雄心与浪漫，跨越星球的背后是航天央企和无数航天人的智慧与心血。

“嫦娥”奔月2020年12月，就在嫦娥五号顺利从月球带回约2公斤月壤之际，一张旧报纸爆红网络。

这份2005年的《科学发现报》报道了中国探月“绕、落、回”三步走战略及时间表，同一版面还列举了日本、印度、俄罗斯及美国的探月计划。

但令人唏嘘的是，只有中国如期实现了自己立下的“探月Flag”。

“只有中国当真了”。

回望“嫦娥”奔月之路，这是一条稳扎稳打的跨越之旅。

2007年，嫦娥一号顺利进入月球轨道并传回月球三维影像；2010年，嫦娥二号实现了准时发射、准确入轨、直接地月转移、成功环月；2013年，嫦娥三号首次实现了我国航天器在地外天体软着陆和巡视勘察；2019年，嫦娥四号在人类历史上首次实现了航天器在月球背面软着陆和巡视勘察，首次实现了月球背面同地球的中继通信；2020年，嫦娥五号首次实现我国地外天体采样返回。

《航天器空间环境效应与防护技术》课程建设及教学思考根据国家航天局公开的报道，未来二十年将是我国航天科技活动井喷式发展的时代。

我国将陆续完成“长征”系列新一代大推力运载火箭的研制任务、具有航天员长期活动的“天宫”空间站的发射组建工作、2029年实现载人登月，2030年实现发射采样返回的火星机器人以及小行星探测等任务。

随着我国航天科技事业的蓬勃发展，对航天专业的高科技青年人才的需求也日益增长。

航天类高等院校承担着为国家航天科技培养专门人才的重要历史使命，迫切需要做到与时俱进，将航天科技专业基础知识与日新月异的前沿技术有机贯通起来，培养具有扎实专业基础和开拓性视野的创新型人才，为使我国早日迈入世界航天强国奠定雄厚的智力基础。

1-3《航天器空间环境效应与防护技术课程》是航天类相关专业重要的专业基础课程，该课程主要介绍航天器在空间飞行期间所经历的高真空、冷黑、辐射、微重力，微流星、等离子体等苛刻空间环境及这些环境因素对航天器在轨运行的影响效应，课堂教学中具有很强的理论性。

而飞行器设计、人机与环境工程等航天专业的本科生、研究生在课题学习和研究中主要着重于针对这些环境效应的地面模拟试验方法和理论防护设计。

这就造成当前专业基础理论与实际研究工作的脱节，不能有效激发学生的学习与研究兴趣，致使学生在课题研究中不能将理论与实际具体工作有机的融会贯通。

有效解决这一理论与实际工作脱节的问题对于优化学生的知识结构、视野和激发学生的研究兴趣及创新精神将大有益处。

1 《航天器空间环境效应与防护设计》课程简介航天器在研制、发射、入轨、返回过程中要先后经历地面环境、发射环境、轨道（空间）环境、返回环境等四个阶段，其中空间环境对航天器的影响最为重要。

人类航天活动积累的经验证明，70%的航天器故障是由空间极端环境造成的。

由于航天器研制、发射周期较长、耗资巨大，一旦出现故障，很难进行维护且维修成本高昂。

不仅造成经济上的巨大损失，在政治、军事和国防安全方面也将产生巨大负面影响。

文章编号:100621630(2008)0620047205对接机构真空热试验外热流模拟方案研究秦文波,程惠尔(上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240) 摘　要:根据对接机构的结构特点和真空热试验要求,提出了红外笼、电加热片,以及红外笼+加热片组合3种对接机构外热流模拟方案。

仿真计算了在真空罐模拟环境中各方案对接机构构件的稳态温度分布,并与轨道环境进行了比较,确定了最大温差构件。

结果表明:红外笼方案较简单,适于正样飞行产品;电加热片和红外笼+加热片方案的地面模拟准确性较佳,适于初样地面产品试验。

关键词:对接机构;真空热试验;外热流模拟;红外笼;加热片中图分类号:V524.3 文献标识码:AS tudy on Simula tion of External Flux in Vacuum Ther mal Test of Docking MechanismQ IN We n 2bo ,C H EN G Hui 2er(School of Mec hanical Enginee ring ,Sha nghai Jiaotong Univer sity ,Shanghai 200240,China)Abstract :Acco rding to t he str uctural cha racteristic a nd the te st demand of docking ,three sc hemes f or external flux simula tio n which we re inf rared heating ca ge ,hea ting chip and inf rared heating cage +heating c hip were pre sented in t his paper.The stable tempe rature distr ibutio n in vac uum ta nk simulated environment of various co mponents of docking mechanism for the 3schemes wa s calculated by simula tio n ,and re sult s we re compar ed to t hose in or bit e nvironment.The component with maximum temperature diff erence wa s identified.The study showed t hat t he scheme of inf rared hea ting cage was simple ,whic h wa s suitable for flying ,a nd the schemes of heating chip a nd inf rared hea ting cage +heating chip was more accurate ,which wa s suitable fo r ground test.Keyw or ds:Docking mechanism ;Vacuum thermal te st ;External f lux simulation ;In f ra red heating cage ;Heating chip 收稿日期22;修回日期226 作者简介秦文波(66—),男,博士生,研究方向航天器热分析和热防护。

航天器空间环境模拟试验方法浩瀚的宇宙给人类提供了广阔的探索空间，但在宇宙空间中存在着极端的环境因素，如真空、高低温、辐射等，对航天器的性能和可靠性提出了极高的要求。

为了确保航天器在宇宙环境中能够正常运行，航天科技领域制定了一系列的规范、规程和标准，以指导航天器空间环境模拟试验方法。

一、试验前准备1.系统分析：在进行空间环境模拟试验之前，首先需要对待测试的航天器系统进行全面的分析和研究，确定其关键性能参数和试验需求。

2.环境模拟设备调试：试验中所使用的真空室、温度控制系统、辐射源等环境模拟设备需要经过细致的调试和校准，确保其能够稳定可靠地模拟宇宙环境。

二、环境模拟试验方法1.真空试验：这是模拟航天器在真空环境中运行的试验方法。

利用真空室将试验样品置于真空状态下，观察其在真空环境中的性能和可靠性。

真空试验的过程需要控制好真空度，避免气体残留对试验结果的干扰。

2.温度试验：航天器在宇宙空间中会经历极高和极低温度的变化，因此需要进行温度试验。

根据待测对象的不同，可以采用恒温槽、温度梯度槽等方式进行试验。

试验过程中要控制好升温、降温的速率，避免因温度冲击引起的损坏。

3.辐射试验：航天器在太空中会受到各种辐射的影响，如光辐射、粒子辐射等。

辐射试验可以通过使用辐射源，模拟宇宙空间中的辐射环境。

试验中需要控制辐射源的辐射强度和能量，以便观察航天器在辐射环境下的性能变化。

4.振动试验：航天器在发射、升空等过程中会经历剧烈的振动，因此需要进行振动试验。

试验中可以通过振动台或振动控制系统对待测对象进行振动激励，观察其动力学响应和结构可靠性。

5.电磁兼容试验：航天器中存在着各种电子设备和电路，为确保其互不干扰和耐受外部电磁环境的影响，需要进行电磁兼容试验。

这包括电磁辐射、电磁感应等试验，以验证航天器在电磁环境下的正常工作。

6.耐久性试验：航天器在太空中的使用寿命非常长，需要经受长时间的环境考验。

耐久性试验可以通过长时间的循环试验等方式，验证航天器在复杂环境下的可靠性和稳定性。

Astrium产品概述Thermica Suite航天器热分析太空的热环境对于航天器设计有着重大影响，冷黑的深空空间、太阳热流和地球热流、航天器设备的热功耗和温控设备以及航天器本身的结构等都是重要的影响因素。

Thermica Suite作为专业的航天器热分析工具，由两个主要的分析模块——Thermica 和Thermisol构成，可以精确完整地完成太阳系内各种航天器、各种任务的在轨热分析。

Ther mica是基于蒙特卡洛光线追踪法的热辐射和航天器轨道外热流分析模块，Thermisol则是基于集总参数法的温度场求解器。

按照航天器热分析的流程，Thermica Suite的分析分为如下五大步骤：1、建立航天器的三维模型航天器的三维模型可以在Systema的基础建模模块——Modeller中进行。

该模块中，航天器的三维模型由常见的几何曲面通过布尔运算等构建，按照树状层次结构组织，可按组或零件指定属性，分窗口显示三视图等。

航天器的三维模型也可从外部导入。

如果是Catia或ProE等工具建立的CAD模型，可以通过Step 203格式的中间文件直接导入到Modeller用于分析；如果是结构分析的网格模型，可以通过Nastran的bdf格式中性文件直接导入到Modeller中用于分析。

无论是在Modeller中建立的模型还是导入的模型，都可以在GUI界面下修改其形状、属性等参数，并进行网格划分或细化。

在航天器的热分析中，也有接触热导等是不需要几何模型的，这类热模型可以在Modeller中通过无几何节点构建。

无几何节点还用于热功耗、温控设备等特殊边界条件的模拟。

三维模型或无几何模型的属性都是在Modeller中设置，可以设置发射率/吸收率、漫反射/镜面反射、漫透射/正透射等各种热光学属性，对这些属性的支持使得Thermica不仅可以用于热辐射和轨道外热流分析，也可以用于简单的光学分析。

Modeller模块同时也可以是热分析结果的显示界面，不仅可以显示轨道外热流、温度场等云图结果随时间的变化动画，还可以显示辐射的光路。

热真空试验系统温度均匀度试验研究陈立涛;张伟【摘要】热真空试验是航天器研制过程中非常重要的一项试验，作为满足热真空试验必不可少的工具，好的热真空试验系统可以保证试验件在不失真的情况下试验，使试验受控，而热真空试验系统温度均匀度不好，会造成过试验或欠试验的产生。

文中以某型热真空试验设备为例，通过试验研究分析其温度均匀度，可以提高热真空试验的精度。

%Thermal vacuum test plays an important role in spacecraft development process. As an indispensable tool for thermal vacuum test, good thermal vacuum test system not only can guarantee a thermal vacuum test without distortion, but also can make the thermal vacuum test be under control. However, over or under test will be caused if the temperature uniformity of a thermal vacuum system is not well. An experiment of a thermal vacuum system is investigated in this paper, in which the temperature uniformity is tested. And the distribution of the temperature uniformity is shown by the analysis of the experiment result, which can improve the accuracy of the thermal vacuum test.【期刊名称】《环境技术》【年(卷),期】2016(034)003【总页数】3页(P21-23)【关键词】热真空试验;过试验;温度均匀度【作者】陈立涛;张伟【作者单位】中国电子科技集团公司第三十八研究所，合肥 230088;中国电子科技集团公司第三十八研究所，合肥 230088【正文语种】中文【中图分类】TB75在航天器的研制和服役过程中，必须进行各种类型的空间环境模拟试验，以充分暴露产品的潜在缺陷，检验航天器的设计和制造质量。

空间环境模拟实验舱
简介：
1、模拟宇宙空间环境的设备。

用于试验航天器耐真空、冷黑、太阳辐射、磁场和承受高能粒子辐射、太阳风和微流星体等的能力。

2、热真空环境模拟器。

用以模拟真空、冷黑和太阳辐射3项宇宙空间基本参数，用于进行航天器的热真空试验和热平衡试验。

3、空间动力学模拟器。

大型低真空模拟系统。

4、空间组合环境模拟器。

模拟的环境包括太阳辐射、紫外线、电子、质子、太阳风、极高真空、冷热交变、等离子体等，用于对航天器零部件和材料的研究与检验试验。

技术参数:
主通道舱直径：根据客户需求定制
主通道舱全长：根据客户需求定制
最低温度：约-190℃（宇宙空间温度：约-270℃）
最低真空度：100万分之一帕斯卡（宇宙空间真空度：1000万分之一帕斯卡）
最大辐射强度：约1.8KW/m2。

星际空间宇航员的辐射防护模拟策略设计在星际空间旅行中，宇航员所面临的最大挑战之一就是辐射。

辐射对于人体的健康有着极大的危害，可以引发细胞变异、癌症等严重疾病。

因此，对于星际空间宇航员来说，设计一套有效的辐射防护模拟策略是至关重要的。

首先，为了设计辐射防护模拟策略，我们需要了解宇航员面临的辐射来源。

在星际空间旅行中，宇航员主要面临来自太阳的太阳辐射和宇宙射线的辐射。

太阳辐射主要包括紫外线、可见光和X射线等。

而宇宙射线是由宇宙中来自恒星、星团、超新星等的高能粒子组成。

针对太阳辐射，我们可以采取一些简单的防护措施。

宇宙飞船的外壳可以使用特殊的材料来防止太阳辐射的穿透。

另外，宇航员可以在太阳暴露时穿戴特殊的防辐射服，这些服装能够有效地阻挡辐射的入侵。

此外，宇航员的活动时间也需要进行合理的安排，避免在太阳辐射最强烈的时候进行活动。

至于宇宙射线的防护，由于其高能量和穿透力强，防护措施相对复杂一些。

宇航员可以在飞行舱周围设置一层辐射屏蔽材料，如铅或融合的聚合物。

这些材料能够有效地吸收和分散宇宙射线的能量，降低对宇航员的伤害。

此外，根据宇航员所处的航天器的性质和任务需求，可以考虑通过电磁屏蔽来防护宇航员。

电磁屏蔽是将宇航器周围的磁场调整到一个安全的范围内，以减轻辐射对宇航员的影响。

通过在航天器上设置特殊的电磁屏蔽装置，可以有效地减少宇航员面临的辐射量。

除了以上的物理防护措施外，宇航员还需通过补充适量的抗氧化剂来增强机体的自我修复能力。

辐射会导致细胞氧化应激反应加剧，抗氧化剂可以中和自由基，减少细胞损伤。

因此，在宇航员的饮食中应包含富含维生素C、维生素E等抗氧化剂的食物，如鲜果蔬菜、坚果等。

为了更好地应对辐射，宇航员的辐射防护策略还需要根据不同任务阶段的辐射水平进行调整。

例如，在较安全的任务阶段，可以采用更轻巧的防护装备和措施，以减轻飞行器的负载。

而在辐射较高的任务阶段，可以加强防护措施，提高宇航员的安全性。

在设计辐射防护模拟策略时，还需要兼顾宇航员的舒适度和工作效率。

八、空间等离子体环境与其效应
• 是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产 生的正负电子组成的离子化气体状物质，它广泛 存在于宇宙中。主要分布于电离层以上（70km～ 3000km） • 空间高温等离子体(带电粒子能量在几万电子伏以 上)使卫星充电，与等离子体的电位差可达10kv。 这使卫星各部件之间产生放电现象。放电中发出 的电磁辐射将干扰卫星正常工作，还可将卫星的 部件击穿，造成永久性损坏。 • 等离子体环境对轨道上运行的卫星会引起卫星附 加电阻力，使探测仪器产生假信号，高压太阳阵 电源系统漏电、大型天线增益下降和指向精度减 小等。
• 微流星体通常指直径在1mm以下、质量在 1g以下的固体颗粒，它们在太阳引力作用 下运动，其速度相当于地球的平均速度， 约为10～30km/s，最大速度可达72km／s。 • 由于微流星体的速度很快，当它与航天器 相撞时，释放出巨大的能量，对航天器有 很大的危害。（沙蚀、影响太阳能电池效 率；产生裂痕和撞击）
二、空间高能带电粒子环境与其效应
• 地球和木星辐射带的高能带电粒子，银河 宇宙线和太阳耀班喷发出的太阳宇宙线，主 要由高能质子组成，它的能量高，有一定的 贯穿能力和破坏能力。 • 总剂量效应 • 单粒子事件效应（翻转效应、锁定效应） • 航天器在宇宙航行中场环境与其效应
空间环境及其效应
丁言虎
• 航天器从运输、发射、人轨、返回地面，要经受 各种环境的考验，特别是在空间长期运行期间， 会遭遇很复杂的空间环境。 • 美国1965—1986年发射的航天器发生了近2000 个异常现象与故障。美国“探险者”14号、15号、 “电星一号”由于空间辐射而损坏。“阿波罗13 号”的失败，原苏联“联盟11号”在返回途中三 名航天员的死亡，以及欧洲、日本、中国发射的 航天器也出现了各种各样的故障。这些故障很大 程度上与环境有关。

空间环境地面模拟装置研究现状与发展趋势空间环境地面模拟装置是用于模拟太空环境条件的实验设备，主要用于地面测试和验证航天器的性能、耐久性、可靠性和适应性。

随着航天技术的不断发展和进步，空间环境地面模拟装置的研究也得到了广泛关注和研究。

本文将介绍目前空间环境地面模拟装置的研究现状和未来的发展趋势。

目前，空间环境地面模拟装置主要包括热真空模拟装置、高低温试验装置、振动试验装置、辐射试验装置和电磁兼容性试验装置等。

这些装置可以模拟和测试太空中的各种环境因素，如真空、高低温、振动、辐射和电磁辐射等，为航天器的研发和测试提供了可靠的支持。

在热真空模拟装置方面，目前主要应用的方法是通过机械或电学手段来模拟太空中的真空环境。

传统的真空模拟装置主要通过抽气泵将空气抽空来达到真空的目的。

但是这种方法存在能耗高、仪器复杂等问题。

近年来，随着触发机理的发展和新材料的应用，膜真空技术得到了广泛应用。

膜真空技术是一种通过特殊材料的多孔性膜来实现真空的新技术，具有能耗低、装置简单等优点，已经成为热真空模拟装置的研究热点。

在高低温试验装置方面，目前主要应用的方法是通过加热或制冷装置来模拟太空中的高低温环境。

加热设备通常是采用电加热或辐射加热方式，而制冷设备主要是通过制冷剂进行制冷。

现代高低温试验装置不仅能模拟太空中的高低温环境，还可以实现温度梯度和温度变化率的调节，以更好地模拟实际的太空环境。

在振动试验装置方面，目前主要应用的方法是通过机械或电学手段模拟太空中的振动环境。

机械振动试验装置通常通过电机和惯性体来产生振动力，而电学振动试验装置则是通过利用声波、超声波或电磁力来产生振动力。

振动试验装置可以模拟航天器在发射、升空和运行过程中的各种振动环境，以检验航天器结构的强度和抗振能力。

在辐射试验装置方面，目前主要应用的方法是通过射线源来模拟太空中的辐射环境。

常用的射线源包括γ射线源、X射线源、电子加速器等。

辐射试验装置可以模拟太空中的辐射环境，对航天器的电子元器件和材料进行辐射耐性和辐射效应的研究，从而提高航天器在太空中的可靠性。

神舟飞船特大型空间环境模拟器
黄本诚
【期刊名称】《航空制造技术》
【年(卷),期】2005(000)011
【摘要】特大型空间环境模拟器又称KM6载人航天器空间环境试验设备（简称KM6工程）,是模拟太空真空、冷黑、太阳辐照环境,提供我国载人航天器（飞船、空间站,小型航天飞机）与大型应用卫星做热平衡、热真空试验的设备,是我国发展载人航天不可缺少的重大基础设施.
【总页数】4页(P34-37)
【作者】黄本诚
【作者单位】北京卫星环境工程研究所
【正文语种】中文
【中图分类】V524.3
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