新型航天器抗辐射加固技术的研究重点

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1、第27卷第2期航天器环境工程2010年4月SPACECRAFTENVIRONMENTENGINEERING173新型航天器抗辐射加固技术的研究重点蔡震波(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要：未来新型航天器在研制模式、设计技术、元器件及材料等方面与以往卫星相比将有较大变化，从而对抗辐射加固技术提出新的要求。因此，抗辐射加固技术的研究重点须在以往研究基础上进行调整。文章从航天器总体角度，对新型航天器抗辐射加固技术的研究重点进行探讨。关键词：航天器；抗辐射加固；空间辐射环境；单粒子效应；充放电效应；位移损伤中图分类号：V520．6：V423．4+1文献标识码：A文章编号

2、：1673-1379(2010)02-0173-04DoI：10．3969／j．issn．1673．1379．20t0．02．0101引言自“东方红一号”卫星研制成功至今的几十年时间里，尤其自“七五”计划以来，为保障航天器在轨道空间辐射环境中可靠、稳定及安全运行，我国持续广泛开展了航天器抗辐射加固技术研究。在空间环境及效应分析、总体加固技术、辐射效应模拟试验与评估、在轨监测与飞行试验验证等多个方面取得了长足进展，对支撑航天器抗辐射加固设计、保障航天器在空间辐射环境中的安全起到了重要作用。“十二五”及其后，我国将发展大量的新型航天器，这些航天器在研制模式、设计技术、元器件及材料等

3、方面与以往卫星相比均会发生较大变化，这对抗辐射加固技术提出了新的要求与课题。因此，抗辐射加固技术的研究重点须在以往研究工作基础上，根据航天器研制的新形势与特点进行调整。本文从航天器总体的角度，对我国新型航天器的研制形势与技术特点进行分析，对抗辐射加固技术研究的重点进行探讨。2新型航天器研制形势与技术特点“十二五”及其后，我国航天器工程的发展将涉及对地遥感、导航、通信、深空探测及载人航天等多个领域，有关的新型航天器将具有如下一些主要特点：(11航天器研制数量大幅增加与以往一年几颗卫星的研制形势相比，“十二五”及其后，我国航天器每年的研制数量将达到几十颗甚至更多，呈现出批量生产的态

4、势。对于抗辐射加固技术而言，要保障如此数量的航天器研制顺利进行，不可能采用一事一处理的针对性解决方式，而需拥有一套更加成熟、有效、完善的设计规则、设计方法、设计流程、试验手段、基础数据等，用于指导和规范航天器的研制、设计与生产。(2)轨道类型复杂由于今后我国数量较多的航天器将在高、中、低不同的地球空间轨道上同时运行，如通信卫星运行于地球静止轨道(GEO)、导航卫星运行于中高度地球轨道(MEO，约20000km高度)，遥感卫星运行于太阳同步轨道(SSO)，轨道类型及相应的空间辐射环境十分复杂。当出现大的辐射环境扰动事件(如太阳日冕物质抛射、太阳质子事件、地磁暴和亚暴、高能电子暴等

5、)时，不同轨道上的辐射环境将具有不同的动态变化响应，这种动态辐射环境往往是影响航天器在轨稳定工作及安全的重要因素。因此，保障航天器在多种轨道上复杂空间辐射环境中的安全，尤其是在动态变化的辐射环境中的安全，显得更加重要。(3)卫星具有高性能“十二五”及其后，我国发展的航天器将具有较高的光学分辨率或优良的全球导航功能。为实现这些功能，一则需建立在更先进的载荷系统设计基础上，二则卫星平台需采取必要的保障措施，这些都需要使用更先进的电子系统、数据处理系统、光学系统收稿日期：2010．01．22；修回日期：2010—03．05作者简介：蔡震波(1971．)，男，高级工程师，主要从事航天器

6、空间环境及效应分析以及航天器抗辐射加固研究工作。联系电话：(010)68744340；E-mail：caizhenbo@spaccchina．tom。174航天器环境工程2010年第27卷等。如何使这些系统在空间辐射环境下能保持高性能，成为新型航天器研制的重要工程任务之一。(4)长寿命、高可靠长寿命与高可靠是航天工程的永恒主题。对于新型航天器，GEO航天器寿命将长达15年，MEO航天器寿命将长达10年，SSO航天器寿命将长达8年，低地球轨道(LEO)航天器寿命将长达lO年。这些长寿命航天器在轨期间，空间辐射环境及其动态变化是影响其运行寿命及在轨可靠、稳定地发挥其效能的重要因素之

7、一。(5)设备小型化、轻量化、低功耗我国未来的新型航天器将与国际接轨，其平台与载荷设备同样具有小型化、轻量化、低功耗等特点，这要求使用集成度更高、规模更大的电子元器件，要求设备具有更小的重量和功耗，由此带来的空间辐射影响问题必须得以高度重视并预先解决。(6)对全天候、稳定持续工作要求高“十二五”及其后发展的通信、遥感、导航等卫星均属于应用型卫星，要求其具有全天候、在轨稳定持续工作能力，否则将严重影响其应用效能。这对如何消除或减弱动态变化的空间辐射环境对卫星性能的影响(或功能中断)、保障卫星入