按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
的轨道降低，使卫星陨落，它还会造成卫星辐射损伤，还会造成卫星机械损伤，还会造成化学损伤，等等，我们下面再来看一下，到底空间环境对卫星有哪几（种）具体的影响。
有一个事情，是卫星充电，是过去在上个世纪70年代，人们在很多卫星的故障原因的分析出才逐渐发现的，就是说，一开始的时候，工程师并没有注意到这样一个问题，后来在（20世纪）70年代，美国很多通信卫星相继的出现故障，分析原因找不到设计上的问题，后来，就根据空间环境当时的状态，人们才发现，原来造成这一卫星的损失，就是空间的等离子体，那我们看到，如果说在一个卫星表面，它的周围有很多电子和离子，由于电子的质量比离子的（质量）要小得多，所以电子运动速度要比离子的速度要快得多，也就是说，电子落在航天器表面上的速度要比离子或者质子要快得多，这样的话，在（航天器）表面上就积累一种负电荷，一直达到平衡电位，这个电位是排斥了一些电子，使得最后落到航天器表面的电子和质子的数量，就达到一个很高的电位，那么在没有太阳照射的情况下是这样。
这时候，卫星表面上就会积累很多的负电荷，那么在阳光照射的区域情况就有点不一样，它一方面有电子打上去，另一方面也有质子打上去，这是跟夜晚和阴雨区一样的，但同时在太阳光照射下，我们知道太阳光可以在卫星表面上打出很多光电子，也就是很多电子是会离开航天器表面往外跑，这时候，它的作用也就可以完全把电子的作用抵消掉，而形成一种，在表面积累一些正的电荷，于是，在太阳光照射的区域，卫星表面是带正电的，这样的话，如果说一个卫星表面它有一部分是照射到太阳光，有一部分是照射不到太阳光，而且它表面不是导体，是个介质，我们可以很自然的想到，在太阳光照射的部分它可以带正电，没有照射部分它是带负电，而且它的电位，据实测的电位可以达到一万多伏，那么在很小一个航天器的表面，它电位差到一万多伏是非常危险的，它可以放电，放电可以使表面材料烧毁，它发出电磁脉冲，可以把整个卫星都打坏，在上个世纪70年代在地球同步轨道上的通信卫星屡屡发生故障最后分析的原因就是空间环境造成的，刚才我们讲到，太阳宇宙线辐射带里面都有很多高能的粒子，高能的粒子，加速器里面造成的粒子有很强的辐射效应，物体照射会受到损害，人照射也会受到损害，那么这是一种剂量效应。
另外，在空间随着我们在卫星上用到的集成电路越来越多，它的集成度越来越高的话，就是一个高能的粒子就可以造成整个卫星的失败，这种事件我们叫单粒子事件，就是一个粒子就可以造成的事件，这个图上给出一个最基本的一个集成电路的一个单元，我们叫PMG，所有的逻辑线路，所有的储存器都是由这种基本（单元）构成的，如果说在空间我们刚才知道有很高能量的太阳宇宙线，和辐射带的粒子，有个粒子打上去的话，我们可以发现在通过的PMG的周围就会打出很多等离子体，形成很多电子和离子，那么电子和离子在PMG的电场作用下，它就会形成一个电脉冲，这个电脉冲进入了电路以后，它就会造成逻辑状态的翻转，就是说，如果我储存器里面原来存着0，那么由于高能粒子通过，所造成的影响它变成1了，或者1就变成了0了，这样一个结果，可想而知，如果仅仅是数据上一个错，问题不大，如果是在控制系统里面，0变成1，或者1变成0的话，那整个控制逻辑就完全紊乱，它就完全可以导致卫星的失败，总结起来，我们空间环境对人类生活有那些影响，我们可以看到，刚才讲到的卫星充电是一个，卫星可以达到很高的电位，还有流星体，很高的速度可以打坏卫星的表面，还有太阳电池的损坏，在高能粒子的轰击下，太阳电池的功率会越来越小，航天员的安全也是我们要考虑的，还有大气阻力是卫星要陨落的主要的因素，还有电离层那些不规则体，它可以影响到卫星和地面的通信，造成信号闪烁，无线电波的扰动，还有供电网的中断，这都是空间环境引起的，这里还有飞机乘客辐射的安全，这个在国外的，通过极区的航线上，已经在开始考虑这样一些问题了，同样原因，由于通信电缆，就是说，很长的电缆，由于供电网，是很长的电缆，通信电缆里面，如果（受到）地磁场的扰动，也会感生很多电流，也会产生扰乱，所以刚才我们讨论的，就是空间环境，对我们现在人类生活的影响，是非常大的，特别对航天的影响，对我们人类的发展有很重要的影响。
第四个问题我们就要讨论研究和防护空间环境，就是说，空间环境对人类在空间生存是很不利的，那么我们怎么办，我们首先看一下我们的任务，首先我们的任务要认识空间环境的规律，到底空间环境怎么变化的，我们首先要掌握它的变化规律，要测绘空间环境的分布，到底空间环境有些什么东西，比如它大气是怎么分布的，太阳宇宙线它是怎么分布的，辐射带它是怎么分布的，这些都是我们要去测量和描绘的，另外我们还需要预报空间环境的变化，特别像太阳活动它不是说始终是那么（频繁），有的时候还是很平静的，那么我们就要挑选太阳活动比较平静的时候来进行我们的空间环境（测量），预报空间环境的变化，还有就是要减缓空间环境的影响，就是我们知道空间环境对航天员对卫星有这个影响，我们怎么来防护它，我们是给卫星穿个盔甲呢，还是采取别的办法来防护，最后当然还有一个利用和开发空间环境（的问题），就是说，我们积极主动的要应用这个空间环境来为人们造福，要利用和开发空间环境，最后一个问题是防止空间环境的污染，因为我们也看到了，人类从陆地到海洋，到大气不断地经历了水污染，空气污染的过程，然后，我们人类的历史是先污染后治理这样一个过程，空间环境我们希望能够改变这个状态，不要先污染再去治理它。
那么空间环境研究主要内容大概是这样一些，一个是探测，首先是探测，因为没有探测我们没法认识空间，这个就跟大气一样的，我们要做气象预报，要认识天气的话，首先也要探测，但是有一个很不一样的地方，空间环境探测手段比较多，它可以（有）地基探测，就是放在地面上来对空间环境进行观测，也可以放在天上，在卫星上来进行观测，也可以在卫星上直接进行探测，也可以通过远程的探测或者用遥感的办法来进行探测，就是方法和手段是比较丰富。
第二个要做的工作就是要建立模式，因为我们要描绘一个空间的分布的话，需要建立一个模型，就是根据这个模型我可以知道，在任何时刻，在任何地点我的空间环境参数是什么样的，还有，我们要进行预报，就跟天气预报一样，要研究预报方法，要进行预报监测，要建立预报站来实施，然后还有对效益进行研究，因为这些效应都是地面上所没有的，是特殊的，比如说高速的碰撞，每秒钟几十公里的一个速度撞击的话，在地面上是不可实现的，所以是人类过去知识里面所没有的，那么我们要做的呢，我们必须要研究它的过程，来研究（防护）它的方法和对策，另外，还要应用，包括军事应用，也是很重要的方面，另外还有微重力的应用都是空间环境很重要的方面。
所谓建立模型就是说我们可以看几张比较好看的图，来描绘我们周围的空间是什么样的，那么这张就是，中间是地球，我们可以看出来这是真正地描绘出来的地球磁场的分布，地球磁力线的分布，以及太阳宇宙线是怎么沿着磁力线到达北极产生这样北极光的，这张图就可以使我们联想到在陆地上我们实际上也做过很多这样的图，就是所谓等高图，因为我们在陆地上要认识陆地的话很重要的就是要对陆地进行描绘，要测绘，要做大地测量，要做地形图，那么这张图就很像我们的地形图，只是它所标出来的不是高度，而是说质子的数量，也就是说在红的地方，质子数量很高很高，在别的地方它是比较低，这样，所以我们对空间环境也需要全面的来对它进行测量和描述，当然跟地面上不一样的，它描述的参数比较多，既要描述它的等离子体，又要描述高层大气，又要描述质子，高能带电离子等等，很多的参数要进行�