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第二百四十章 调研报告 (3/4)

影响
在外层空间辐射对航天器的损伤是普遍存在的
根据NASA公布的文件《SpacecraftSystemFailuresandAnomaliesAttributedtotheNaturalSpaceEnvironment(大意是:航天器系统失效和归因于自然空间环境的异常)》介绍了1973年到1995年间100多宗因空间环境引起的航天器故障
其中,1989年的强太阳风暴发造成了45颗卫星失联
另外,由于地球磁场的分布不均,地球不同上空的辐射强度也有所不同
在南美洲南大西洋附近,有一块地球磁场较弱区,由于磁场较弱,其对带电粒子的束缚能力不强,导致质子更加靠近地球
穿过该区域的低轨道卫星更加容易出故障
约翰家的萨里卫星公司制造的UoSat卫星,就曾记录了其穿越不同地球上空导致的异常,其在上述地球磁场较弱区域发生的异常数明显更多
如果考虑到太阳风,由于太阳风暴期间,其抛射的带电粒子将严重影响范阿伦带原有的平衡
在此期间,卫星工作更易受带电粒子影响
拿北斗或者GPS卫星导航系统来说,2017年9月8日,太阳爆发了近年来最强的耀斑,其引起的电离层扰动严重影响地面导航仪定位结果,用户的定位误差比以往大了好几倍
那么,空间辐射怎么影响航天器安全的
根据作用机理不同,大概可以分为3种
第一种叫做“总辐射剂量(TID)”效应,现代电子大量采用场效应晶体管(MOS),而场效应晶体管的栅氧层易受电离辐射影响,当到达一定剂量时就引起器件失效
第二种叫“位移损伤(DD)”,当高能粒子打击晶格,会造成晶格内原子位置移动
该项影响对卫星太阳能电池板影响最大,容易引起太阳能电池板效率下降,最终导致卫星供电不足
第三种叫“单粒子事件(SEE)”,高能粒子在击中逻辑电路时容易造成电路逻辑翻转,如果运气不好,会使其进入死循环
那么各国是如何防止或者避免航天器可能受到的空间辐射影响?
目前,对卫星、空间站上的设备一般采取加固
比如,在“可编程逻辑门阵列”设计上,可以采用叫做三模块冗余(ThreeModuleRedundancy)的技术
就是使用3份同样的器件表现进行表决,假设3份中不可能同时被打翻2份,以付出资源的代价换取系统的可靠性
当然空间站也会采取特殊材料对空间辐射进行隔离减弱
同样对于在外太空执行任务的航天员,其穿着的航天服也是经过防辐射设计的
上面说的都是饶地卫星或空间站的情况
对于深空探测,比如

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第二百三十九章 抗荷液体
第二百四十章 调研报告
第二百四十一章 解决方案