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磁层与嫦娥计划

发布时间:2019-11-29 14:35来源: 未知
  “嫦娥一号”探月行动中,卫星在绕地球飞行的过程中将穿越地球磁层,随后脱离地球磁场的控制奔向月球。“嫦娥一号”在这一过程中又将受到什么影响呢?磁层是地球控制的最外层区域,它直接与太阳风、行星际磁场接触,它的边界称为磁层顶。在太阳风的作用下,磁层形成复杂的结构。在向阳面,磁层顶距离地球大约有十几个地球半径,在背阳面,磁层有一个很长很长的柱形尾巴,称为磁尾,可延伸到数百上千个地球半径之外。磁层内有高能粒子组成的辐射带、低能粒子组成的等离子体层、等离子体片、等离子体幔和环电流等。太阳和行星际磁场的扰动和变化首先影响磁层,导致磁扰,严重时将产生磁暴、磁层亚暴等。这一变化的扰动还将耦合给电离层和高层大气,如发生电离层暴等。
 
  地球辐射带是磁层中被地球磁场俘获的高能粒子带,对航天器的安全运行影响较大。地球辐射带分为内、外辐射带,内辐射带的空间范围,在赤道平面内约在600~10000公里左右的高度上,其主要成分是质子和电子,外辐射带的空间范围,在赤道平面内,其高度大约自10000公里一直延伸到60000公里左右,其主要成分是电子。
 
  磁层是航天器的主要活动区域,当航天器穿行其中时,高能带电粒子会对航天器材料、电子元器件、宇航员及生物样品造成辐射损伤。此外,高能带电粒子以单粒子方式轰击航天器上的微电子器件芯片,有可能改变微电子器件的逻辑状态,如由0变为1,这将可能导致系统控制程序或数据出错,产生伪指令,使航天器发生异常或故障,甚至导致灾难性后果。除了发生单粒子翻转事件,还可能发生单粒子锁定事件造成航天器烧毁。大量的观测结果表明,低轨道上的单粒子事件仍然是影响航天器安全的重要因素,发生的区域主要集中在极区和辐射带异常区(南大西洋上空)。而高能电子还会造成卫星内部绝缘介质或元器件电荷堆积,引起介质深层充电,导致卫星故障。可见,磁层环境对航天器影响极大,我们必须充分注意到辐射带高能粒子对航天器和宇航员的辐射损伤问题,磁层亚暴时等离子体对航天器的充电问题以及高空核爆炸对磁层粒子环境的影响。
 
  国家空间天气监测预警中心的专家认为2007年10月到11月属于空间天气相对平静期,太阳活动不会有大的爆发,地球磁层不会有大的扰动,就目前的观测和预报看,“嫦娥一号”探月过程的空间天气状况比较良好,利于“嫦娥一号”的奔月之旅。