航天器：空间环境相互作用

　　航天器空间环境相互作用与空间物理既相互联系，又相互区别，它立足于对整个空间物理环境的把握，侧重于空间物理环境、物理活动对航天器系统的影响，是空间物理与航天器工程相结合的产物。它强调空间环境要素与航天器系统的作用机理，贯穿于航天器设计、研制、在轨管理的全过程。就学科本身而言，它涵盖了空间物理、材料、核物理、等离子体、微电子、可靠性等多个学科及领域，属于典型的交叉学科，重在研究和解决航天器系统在空间环境中的适应性问题。随着航天技术的发展，其内涵及外延正在不断拓展和延伸。

　　杨晓宁，男，研究员，博士导师，北京卫星环境工程研究所所长，航天机电产品可靠性试验技术北京市重点实验室主任；航天器环境工程领域专家，某重点基础加强项目首席专家。主要从事航天器空间环境工程技术及航天器空间环境试验方法等研究，并历年担任中国空间技术研究研究生专业课授课教师，开设并主讲《航天器空间环境工程》等课程。获国防科技进步二等奖1项，三等奖1项，国防技术发明三等奖2项，出版专著1部。

目录
第1章概述1
11介绍1
12航天器环境的分类2
13航天器轨道和周围空间环境2
14航天器系统4
15环境与航天器之间的相互作用5
16航天器环境相互作用的历史回顾8
161太空时代的黎明到1970年8
16220世纪70年代的10年9
16320世纪80年代的10年9
16420世纪90年代10
17本书的目的10第2章基本的长度、时间及速度尺度11
21分布函数的概念11
211麦克斯韦平衡分布函数13
22典型的航天器长度和速度尺度16
23中性气体尺度17
231碰撞平均自由程和克努森数17
232速度比19
24等离子体尺度19
241恒定电场和磁场中粒子的基本运动19
242德拜长度和自然等离子体频率21
243速度比24
25辐射不变量25
251绝热不变量25
252线性能量传输距离28第3章航天器周围的空间环境31
31太阳的影响32
311太阳周期效应32
312太阳和地磁指数32
313短期事件34
32中性大气34
33等离子体环境37
331地磁场38
332LEO等离子体环境42
333PEO等离子体环境45
334GEO等离子体环境47
34辐射环境52
341高能粒子辐射52
342电磁辐射59
35宏观颗粒环境61
351宏观颗粒的物理过程62
352流星体模型63
353空间碎片67
354卫星解体的Gabbard图69
36人工环境70
361外大气层核爆70
362核能源72第4章中性气体环境效应75
41航天器周围的中性气体流75
42大气阻力81
421攻角β的平板的阻力和提升83
422球体的阻力84
423大气变化对阻力的影响85
424卫星寿命和轨道确定86
43污染87
431污染建模91
432推进器污染95
433航天飞机中性环境98
44原子氧侵蚀98
45辉光103第5章等离子体环境效应107
51航天器与等离子体相互作用107
52航天器表面充电和电流收集108
521航天器的充电电流源109
522探针一般理论116
523GEO航天器的充电电势125
524GEO航天器的电势、异常及电弧放电133
53LEO航天器周围的等离子体流135
531LEO航天器等离子体尾迹结构136
532磁化等离子体流中的电流收集140
533LEO和极轨的航天器电势143
534粒子束对航天器电势的影响144
535LEO太阳能电池阵上的电势分布144
54航天器电弧放电147
541LEO和极轨航天器上高压太阳能电池阵电弧放电147
55电动系绳149
56航天器等离子体源152
561等离子体接触器152
562电推进器154第6章空间辐射环境156
61引言156
62辐射与物质的相互作用156
621单粒子相互作用157
63屏蔽效应建模161
631太阳能电池阵退化167
632重离子引起的单粒子翻转168
64介质材料的辐射充电172
641辐射诱导充电的物理过程173
642辐射诱发体放电的实验证据174
65辐射环境评估175
651示例：Clementine 计划175
652示例：木星模型的应用181
653Heinrich通量估算183
654CRRES结果185第7章颗粒相互作用190
71颗粒对航天器的影响190
711超高速撞击防护理论190
72粒子的电磁散射204第8章技术现状206
81对当前知识水平的概述206
811中性粒子206
812等离子体207
813辐射207
814微粒208
82当前工程技术水平概况208
821相互作用模型软件208
822地面试验能力208
83航天器环境相互作用工程实践的未来趋势209
831高可靠性任务210
832C类计划210
833D类计划210
834总结212参考文献213