关于空间辐射环境标准的探讨

在分析国外现行的空间辐射环境标准的基础上,提出制定和实施空间辐射环境数据标准、环境分析与效应标准、设计标准以及试验标准是保证航天型号能够承受空间辐射环境的有效手段.     

空间环境对航天器的影响及其对策研究(续)

2 .2　高能带电粒子环境对航天器的影响2 .2 .1　我国各类航天器高能带电粒子环境实测结果我国于 1971年 3月 3日发射第一颗科学卫星———“实践一号”(ＳＪ 1) ,其后又相继发射ＳＪ 2～ＳＪ 5 ,进行了空间物理和环境探测 ;在“风云一号”(ＦＹ 1)、“风云二号”(ＦＹ 2 )气象卫星、“资源一号”(ＺＹ 1)、“资源二号”(ＺＹ 2 )等应用卫星上也安装了空间环境监测仪器 ,取得了大量高能带电粒子环境及其效应的实测资料 ,极大地提高了对高能带电粒子环境的感性认识 ,促进了有关高能带电粒子机理和防护对策的研究。主要探测结果如下 :　　ａ .…     

空间紫外辐射环境及效应研究

空间紫外辐照度虽然很低（只有约118.1 W/m2）,但是由于单个紫外光子的能量很高,可以使大多数材料分子的化学键断裂,所以紫外辐射会对航天器外露材料的性能产生严重影响。紫外辐射可以导致航天器的热控涂层光学性质改变,使有机聚合物材料发生降解,光学、力学性能降低。文章介绍了空间紫外辐射环境的模型,列举了对航天器常用的有机粘合剂、柔性材料、有机薄膜等的紫外辐射效应,并对空间紫外辐射效应的深入研究提出建议。     

中巴地球资源卫星遥感器辐射定标设备的研制

文章简述了中巴地球资源卫星CBERS-1遥感器辐射定标设备的研制过程及其在模拟空间环境中的调试过程,试验证明了该设备设计的合理性。     

新型空间环境效应探测器技术及其应用研究

太阳电池在空间环境因素影响下,其开路电压和短路电流有不同程度的变化。文章根据这一特点,提出了一种新型的空间环境效应探测器技术,利用镓铟磷和三结砷化镓太阳电池来探测空间污染、原子氧和辐射环境,探测结果直接反应空间环境对太阳电池的效应,具有体积小、重量轻、低功耗等特点,特别适合航天器搭载飞行。     

星敏感器空间辐射效应研究

星敏感器作为一类高灵敏度光电集成部件,易受空间辐射的影响造成性能退化和工作 异常。分析星敏感器的辐射效应机理并制定相应的防护对策,既是当前可靠性增长的基础, 也是今后高性能星敏感器发展的必然要求,而国内尚缺少对这一问题的详细论述。阐述了空 间辐射环境和星敏感器的组成以及工作原理,综述分析了空间辐射效应机理和对星敏感器产 生的影响,并介绍了国外在相应防护对策上的经验,更进一步对影响星敏感器较为严重的瞬 态效应做了较为深入的探讨。
     

航天器空间辐射效应分析技术现状与思考

文章梳理了面向航天器总体设计的空间辐射效应分析技术现状,重点归纳了航天器空间辐射效应分析中需关注的总剂量效应、位移损伤效应、单粒子效应分析的要素、分析方法及软件工具,并结合近年来国际上空间辐射环境模型的最新进展,就辐射环境动态变化认知、在轨辐射风险表征、陌生轨道区域辐射环境影响分析等方面提出国内空间辐射效应分析技术的不足及后续发展建议。     

深空条件下航天器内的辐射环境研究

深空存在具有各种能量分布的粒子,这些能量分布范围很宽的粒子构成了深空环境下航天器外部的空间辐射环境。深空条件下的高能粒子会穿透航天器舱壁材料,通过射线与物质材料的相互作用,在航天器内产生二次粒子,形成由初级粒子、次级粒子叠加的混合辐射场的辐射环境。文章分析研究了高能α粒子及Fe离子在屏蔽材料中的输运过程,得到了在这些介质中的射程与能量关系及产生的二次粒子产额,为控制航天器内的辐射环境提供支撑。     

基于COTS的空间信息处理系统单粒子闭锁保护技术实现

空间信息处理系统是用于宇航领域的嵌入式星载计算机系统,必须考虑到太空辐射问题的影响,应具有抗辐射的功能。在对太空辐射环境分析的基础上,重点针对单粒子闭锁(SEL)辐射效应研究了在商用现货(COTS)技术下小卫星的空间信息处理系统的抗辐射设计,给出了一种基于过流监测思路的COTS技术下抗SEL保护电路,并据此设计了在双机系统结构中的抗SEL解决方案。该方案将抗SEL保护电路分散到空间信息处理系统的各需要部分,构成网状实现了对SEL的分散监控保护和集中控制解决。本方案在某航天器空间信息处理系统中进行了原型实现,系统运行稳定、可靠。     

星载遥感器在模拟空间环境中辐射定标设备研制

文章简述了星载遥感器辐射定标设备的研制过程及其在模拟空间环境中的调试过程,试验证明了该设备设计的合理性。     

行星际空间环境对探测器可靠性影响分析

空间环境是影响航天器可靠性的重要因素。与地球轨道航天器相比,行星际探测任务可能会遭受更加恶劣的空间环境,例如极端温度环境,辐射环境,腐蚀性大气环境、宇宙尘等,再加上行星际任务寿命长,采用先进的器件和材料,空间环境对行星际探测器的可靠性构成严重的威胁,直接关系到探测目标能否实现。因此考虑空间环境对行星际探测器的影响,开展相关的预先研究无论是对于制定行星际空间探测计划,还是搭载仪器的设计都具有非常重要的意义。文章分析了极端温度、辐射环境和行星表面综合环境对探测器的影响,并对开展相关研究提出了建议。     

用REM测量空间辐射环境

我们通常使用AE-8/AP-8模型来描述在地球辐射带质子和电子的通量。这两个模型是依据六七十年代的数据建立的。该模型有太阳活动极小年和太阳活动极大年两个版本，但基本还是一个静止的模型。该模型有很多缺点，最突出的是没有描述任何变化，     

火星探测器全任务期空间环境特征与防护要点

火星探测器任务期间依次经历近地环境、行星际环境和火星环境。文章分析了火星探测器从地球发射、地-火转移、火星环绕、直至着陆火星表面并进行巡视探测的任务全过程中的空间环境特征,并对比了火星探测器与地球卫星等面临的空间环境差异;结合火星探测器的任务特点,分析了探测器在不同任务阶段经历的电离总剂量、单粒子、内带电、太阳辐射、真空、火星大气与火星尘等空间环境剖面,提出了火星探测器的空间环境防护设计要点。     

空间辐射散热器含液滴介质的辐射特性和辐射传热

本文从米氏电磁散射理论出发，计算了含液滴介质的辐射特性。考察了中向同性散射能量传递份额的再分配，导出了吸收、发射、各几同性散射介质的辐射传递系数。计算了空间辐射散热器液滴层瞬态辐射换热，经与文献［４，５］的比较表明，本文所导出的辐射传递系数计算方法正确，精度高。用计算机辅助实验，分析液滴发生器产生粒子的大小、粒径分布对瞬态辐射换热的影响，可减少空间辐射散热器设计过程中的实验次数。     

先进制程芯片在轨飞行验证通用系统设计

中国空间站的建立为国产先进制程芯片提供了真实的在轨飞行验证条件。为实现不同种类、不同型号国产先进制程电子元器件在空间辐射环境中的验证,设计了一种通用的在轨飞行验证系统。系统采用“主控单元+试验单元”的平台架构,运用在轨可更换模块和可重构的系统设计,支持航天员定期在轨更换试验模块以完成验证任务的在轨升级。文中给出系统的硬件设计、软件数据管理机制以及在轨飞行验证结果。结果表明,该系统设计有效,成功完成了16 nm FinFET、28 nm亿门级FPGA、高速DAC等10类20余款国产先进制程芯片的在轨工作监测,可为国产先进制程芯片空间适用性研究提供参考。     

空间辐射环境工程的现状及发展趋势

空间辐射环境是航天器在轨运行所面临的重要环境要素之一,因其诱发的单粒子效应、总剂量效应、位移损伤效应、表面充放电效应、内带电效应等既可引起航天器材料、器件、结构等在轨损伤、性能退化甚至失效,然而又可以利用其开展空间育种等活动。文章从空间辐射环境与模型、空间辐射效应及机理、空间辐射环境与效应试验的评价标准、空间辐射环境效应试验方法、空间辐射环境与效应地面模拟试验设备、空间辐射环境与效应数值模拟、空间辐射环境与效应飞行试验及抗辐射加固技术等角度对空间辐射环境工程的现状进行了评述,进而提出了空间辐射环境工程各个领域的发展趋势。     

一种基于FPGA的抗辐射加固星载ASIC设计方法

针对静态随机存储器(SRAM)型现场可编程门阵列(FPGA)空间应用的问题,提出了基于FPGA星载抗辐射加固专用集成电路(ASIC)设计的全流程,并重点对扫描链设计、存储器内建自测试、自动向量生成、ASIC封装设计、散热设计、加电振动试验等关键点的设计方法和注意事项进行了介绍。通过设计、测试、封装、试验,实现了基于静态随机存储器型FPGA转化为抗辐射加固ASIC。ASIC抗辐射总剂量大于100krad(Si),抗单粒子闩锁(SEL)阈值大于75 MeV·cm~2/mg,抗单粒子翻转(SEU)阈值大于22 MeV·cm~2/mg,满足空间应用的要求,具有很好的应用前景。     

红蓝光敏探测器空间环境效应探测数据分析

红蓝光敏太阳电池空间环境效应探测器利用镓铟磷和三结砷化镓太阳电池来探测空间污染、原子氧和辐射环境及效应,搭载在中国空间技术研究院自主研制的“新技术验证一号”卫星上。文章通过分析红蓝光敏探测器在轨1年时间的探测数据,得到如下结论：红蓝光敏探测器污染电池板功率下降2.7%,等效污染累积增加量2.23×10^-5 g/cm^2,日均6×10^-8 g/cm^2;原子氧探测器在轨道高度499.226 km运行11个月,原子氧积分通量探测数据为9.7×10^20 AO/cm^2;辐射效应探测器（三结砷化镓太阳电池）在轨1年后累计接受辐射剂量（等效1 MeV电子注量）5.49×10^11 e/cm^2。