WikiDer > Космическая среда - Википедия

Space environment - Wikipedia

Космическая среда это филиал космонавтика, аэрокосмическая техника и космическая физика который стремится понять и рассмотреть условия, существующие в космосе, которые влияют на конструкцию и работу космических аппаратов. Связанный предмет, космическая погода, имеет дело с динамическими процессами в солнечно-земной системе, которые могут оказывать влияние на космический корабль, но также могут влиять на атмосферу, ионосфера и геомагнитное поле, вызывая несколько других видов воздействия на человеческие технологии.

Воздействие на космический корабль может возникнуть из-за радиация, космический мусор и метеороид удар, верхний атмосферное сопротивление и электростатический заряд космического корабля.

Радиация в космосе обычно исходит от трех основных источников:

  1. В Радиационные пояса Ван Аллена
  2. Солнечные протонные события и солнечные энергетические частицы; и
  3. Галактический космические лучи.

При длительных полетах высокие дозы радиации могут повредить электронные компоненты и солнечные элементы. Серьезную озабоченность вызывают также радиационно-индуцированные «единичные эффекты», такие как одно событие расстроено. Миссии с экипажем обычно избегают радиационных поясов и Международная космическая станция находится на высоте значительно ниже самых тяжелых участков радиационных поясов. Во время событий солнечной энергетики (солнечные вспышки и выбросы корональной массы) частицы могут быть ускорены до очень высоких энергий и могут достигать Земли за 30 минут (но обычно это занимает несколько часов). Эти частицы в основном представляют собой протоны и более тяжелые ионы, которые могут вызвать радиационное повреждение, нарушение логических схем и даже опасность для космонавтов. Миссии с экипажем, чтобы вернуться на Луну или отправиться на Марс, должны будут иметь дело с серьезными проблемами, которые представляют солнечные частицы для радиационной безопасности, в дополнение к важному вкладу в дозу от низкоуровневого фона. космические лучи. На околоземных орбитах геомагнитное поле экранирует космический корабль от большей части этих опасностей - процесс, называемый геомагнитное экранирование.

Космический мусор и метеороиды могут поражать космический корабль на высоких скоростях, вызывая механические или электрические повреждения. Средняя скорость космического мусора составляет 10 км / с (22000 миль / ч; 36000 км / ч).[1] в то время как средняя скорость метеороидов намного больше. Например, метеороиды, связанные с Метеоритный дождь Персеиды ехать со средней скоростью 58 км / с (130 000 миль / ч; 210 000 км / ч).[2] Механические повреждения от ударов обломков изучались с помощью космических миссий, в том числе LDEF, которая за 5,7-летнюю миссию зафиксировала более 20 000 задокументированных воздействий.[3] Электрические аномалии, связанные с ударами, включают: ЕКАкосмический корабль Olympus, который потерял контроль над ориентацией во время метеорного потока Персеиды 1993 года.[4] Аналогичное событие произошло с Landsat 5 космический корабль[5] во время метеорного потока Персеиды 2009 г.[6]

Электростатический заряд космического корабля вызывается горячим плазма окружающая среда вокруг Земли. Плазма, встречающаяся в области геостационарный орбита нагревается во время геомагнитного суббури вызванные возмущениями солнечного ветра. «Горячие» электроны (с энергиями в килограммахэлектрон-вольт диапазона) накапливаются на поверхности космических аппаратов и могут устанавливать электростатические потенциалы порядка киловольт. В результате могут происходить разряды, которые, как известно, являются источником многих аномалий космических аппаратов.

Решения, разработанные учеными и инженерами, включают, помимо прочего, защиту космических кораблей, специальные "закалка"электронных систем, различных систем обнаружения столкновений. Оценка эффектов при проектировании космического корабля включает применение различных моделей окружающей среды, в том числе моделей радиационных поясов, моделей взаимодействия космического корабля с плазмой и моделей атмосферы для прогнозирования эффектов сопротивления, возникающих на более низких орбитах и ​​во время входа в атмосферу.

Эта область часто пересекается с дисциплинами астрофизика, наука об атмосфере, космическая физика, и геофизика, хотя обычно с упором на приложение.

Правительство Соединенных Штатов поддерживает Центр прогнозов космической погоды в Боулдер, Колорадо. Центр прогнозирования космической погоды (SWPC) является частью Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA). SWPC является одним из Национальная служба погоды(NWS) Национальные центры экологического прогнозирования (NCEP).

Космическая погода эффекты на Земле могут включать ионосферный бури, временное снижение озон плотности, нарушение радиосвязи, к GPS сигналы и позиционирование подводных лодок. Некоторые ученые также предполагают связь между солнечное пятно деятельность и ледниковые периоды. [1]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Метеороиды и орбитальный мусор: воздействие на космический аппарат (справочная публикация НАСА 1408)
  2. ^ А вот и Персеиды!
  3. ^ Воздействие орбитального мусора на космический корабль
  4. ^ Печальная история Олимпа 1 В архиве 2011-09-28 на Wayback Machine
  5. ^ Landsat 5 испытывает неисправность
  6. ^ Метеоритный дождь Персеиды 2009 г.

внешняя ссылка