作者:郭爽 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2016/9/15 16:05:16
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空间环境分系统:捕捉太空环境的蛛丝马迹

带电粒子辐射探测器


轨道大气环境探测器

空间环境控制单元

 

当下,全球变暖、自然灾害、城市雾霾等问题已成为人类关注的热点话题,而“远在天边”的外太空,是否也有环境问题带来困扰呢?

答案是肯定的。宇航员和航天器进入太空后,高能带电粒子组成的辐射环境、航天器轨道高度的大气环境等都会影响到设备等正常运转。

而此次天宫二号搭载的空间环境分系统将“力挽狂澜”。这套系统主要是用于实时监测粒子辐射环境和轨道大气环境。实现舱外16个方向的电子、质子等带电粒子的强度和能谱监测,以及轨道大气密度、成分及其时空变化与空间环境污染效应监测等。

众所周知,辐射的危害严重时可危及生命,譬如福岛核辐射问题就曾引起恐慌。在太空中,能量很高的带电粒子辐射可能导致航天器材料性能下降或损坏,也可能破坏宇航员的器官组织。

同时,大气阻力也可能导致航天器轨道下降甚至寿命降低,大气的扰动使航天器定轨精度下降。大气中的氧原子会剥蚀航天器表面材料而使其性能下降等。

“空间环境分系统主要为轨道保障提供必要的轨道大气数据,服务于轨道修正和空间环境预报工程应用,为抗辐射安全提供必要的带电粒子辐射探测数据等。”中国科学院国家空间科学中心副研究员、空间环境与物理分系统主任设计师王晶在接受《中国科学报》记者采访时表示,“此系统还将准确监测空间环境灾害事件,支持粒子辐射风险评估等,为航天器及航天员出舱活动的安全提供保障。”

据了解,空间环境分系统在天宫一号上已有应用。为了保证数据一致性和载人航天轨道空间环境分析的便利性,天宫二号空间环境分系统的各项指标继承了天宫一号的空间环境分系统。

王晶告诉记者,在辐射环境探测方面,对比美国的GOES卫星能量粒子探测器,天宫二号的带电粒子辐射探测器,探测角分辨率明显优于GOES卫星。轨道大气探测方面,目前国际上尚未有将大气密度、大气成分、微质量集成的综合探测器,因此,天宫二号的轨道大气环境探测器在国际上也属于先进水平。

“此次任务不仅用于载人航天轨道空间环境监测,还可以完整记录太阳活动周的环境演变。”王晶告诉记者。天宫一号在轨时间恰好处于太阳活动周的上升年,而天宫二号在轨时间则恰好处于太阳活动周的下降年,这两个时间点的探测,不仅记录了两个不同太阳活动关键时期载人航天轨道空间环境的特点,也帮助科研人员补充了描述完整太阳活动周中该轨道空间环境演化的遗漏之处。

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