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中科院空间科学与应用专家谈嫦娥二号发射

2010年10月01日15:50腾讯嘉宾访谈我要评论(0)
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嫦娥二号发射前夕,中国科学院空间科学与应用研究中心副主任师立勤做客腾讯网嘉宾访谈,以下是文字实录:

问:您现在主要的工作是什么能不能给我们介绍一下?

答:两个方面。 一个是环境的情况,再一个是针对这次嫦娥的事情我们做些什么。所以我主要是就这两个方面分别介绍一下,一个是空间环境的影响,再一个就是这次嫦娥的事情我们做的事情。

说到空间环境就像地面有天然气,对人的出行有影响一样。空间环境中有它特有存在的物质,这对飞船、一些卫星通讯会有影响。底下有很多高能离子等离子体,前面都(亨)老师可能也提到了像流星体、碎片还有一些大气这些都对航天系统有影响。能量很高的离子打到卫星上面,可以穿透卫星的表面可以到卫星机械上面,可以引起单离子效应。比如普通计算机运行的时候打上去刚好有一个等离子,比如本来执行是一,能就打成零了,可能原来执行是某一个动作,可能就变成另一个动作了。这对我们任务的执行,本身器件的使用会有影响。

另外高能离子打的多了,因为跟人体受到辐射一样,高等离子打到器械航天材料上可以造成这些航天材料性能的退化,本来卫星寿命是5年15年,如果照射多了以后寿命可能就变成几年了,现在航天也考虑到了这种高能离子的防护。

高能离子有等剂量效应和尾羽损伤效应,另外高能离子我刚才说的主要是离子和质子,另外还有高能电子,高能电子打那个材料当中,由于能量不同打的的位置不同,这样可能会造成材料内部充电,充电电压很高的时候几千伏的时候可能会发生放电。静电放电有顺时迈充,这样可能有些材料可能会烧毁,再一个比如有些正常工作的机械可能会有影响。比如我们电脑旁观有一个手机,手机来电话的话可能就会有影响,这个脉冲运动对线路上其他的电子设备也会造成影响。

另外还有等离子体环境,如果这个事件中有热等离子体,这样也会造成航天器表面充电。高能离子能量比较高到了物质里面了,等离子比较低,它会在航天器表面负责,这样不同的地方有不等位的充电,也可以有不同等离子的充电也可以对表面充电,静电环境造成也许。

再下面就是大气,因为在几百公里的高路上地面上是氧气和氮气,再往上走就是单个的氧原子状态存在,氧原子氧化性很高,这样航天器表面有一些材料可能被氧化,我们叫“原子氧波”这对表面材料也有影响。

本身大气密度因为有的时候受到空间环境的影响,太阳风暴等的影响也会发生剧烈的扰动,如果不及时预报,一般按正常情况运行的话,大气有酸碱的影响,如果遇到大气的影响,酸碱变了,可能轨道可能就变了,因为密度增加以酸碱大了原来的预报轨道可能找不着了。像1989年的时候曾经发生过很大的太阳风暴事件,引起大气几比公里数量级的变化。美国对所有空间的目标都在监视,就是因为大气的变化把轨道变了,结果导致当时几个千目标找不着了,这就是因为轨道变化了,出乎了他的预料,当然随后还是能找到的。

问:前段时间太阳黑子的集中爆发会对发射这块有什么影响吗?

答:我刚才说了这么多,比如混淆中有高能离子、有等离子体,有大气等等这些,所有这些普通的平时平静的时候影响会比较小,但是它会发生扰动,变化源是从哪儿带就是太阳。太阳有爆发事件的时候,你说的黑子本身不是爆发活动,为什么你看到的是黑的呢?这是由于我们肉眼看到的只是太阳的光球,因为那个区域刚好发出来的光不是我们可见光,所以我们普通观察的是那一层,太阳还有很多层,太阳有热球,里面还有核,我们看到那个一层,它表面里面有很强的磁场,那个地方磁场强导致那个地方发出来的光弱了,所以你看出来从形态看上去就是黑色的了,只是说太阳那个表面磁场很强。一般来说表面看到太阳爆发活动往往是从磁场很复杂或者很强的区域才会爆发太阳的爆发事件。一般我们说黑子很强,老说的黑子并不是说现在爆发,只是说这地方有可能爆发。有的时候比如某种机制上影响原来结构破裂了发生了爆发性活动,就可以爆发出高能离子,到了以后会影响我们的地球。它还会喷发一些比那个能量低很多的等离子体,高能离子可能40多分钟到了地球,低能离子可能要几天3、4天快的话2、3天到地球,它到了以后会影响地球的磁场,它一来了一吹磁场会剧烈扰动,它还有些物理机制,会在地球附近的离子环境,会对离子进行加速也有可能引起热等离子体和大气的密度的扰动,会引起其他的一系列的问题。所以太阳风暴引起一个是高能离子一个是低能离子。它们的影响无外乎就是高能离子、等离子体这些引起的。

对探月来说,我们刚才说的那些环境都是地球附近的这些环境,我们探月的时候很快会冲出去了,就不在地球本身这个环境里了。我们从地球角度把磁场能控制的范围称之为地球范围,再走出去就属于行星际范畴了,我们探月的时候很快就出去了,不在地球环境里了,我们说的这些环境都存在,很快就离开了,这时候对卫星的影响最大的往往就是太阳爆发的事件了,太阳喷发出来的离子对它影响最大。因为普通吹出来的太阳风能量是比较低的,对卫星也有影响但是很小,所以太阳爆发活动的时候对我们会有影响。反过来说,如果普通的时候太阳不爆发的话,出去的话卫星比地球附近环境要好一些。

但是另一个问题也存在,就是它出去以后反而在太阳有爆发活动的时候会比我们在地球的时候会恶劣,因为太阳爆发出来的高能离子来了以后,现在出了地球以后行星行迹直接就打在它身上了,可是在地球磁场里面受到了保护,两个保护。一个是磁场,磁场里面有偏转,这样有些高能离子会受磁场影响偏转掉到达不了,这样就不会受到影响。可是出去以后就不会受磁场的保护了。

为什么地面上都没有影响呢?除了磁场会偏转以外我们有大气,太阳高能离子来了以后大气离子很高,可能两个就综合掉了。我们说有流行、有碎片为什么地面没有什么影响,因为大气来的时候燃烧了消失掉了所以没有什么影响。所以我们人而能在地球上生活,不受空间那些高能离子的影响,也是因为地球存在磁场和大气有关。月球本身没有磁场有也很弱,所以没有偏转性,另外月球表面几乎也没有什么大气。今后比如说我们国家探月的话有可能会有折路的话,这样这方面也不会有保护。

所以主要还是出了地球以后主要还是太阳爆发的活动对它的影响。

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