Войти
Космическую среду, является отраслью космонавтики, аэрокосмической техники и космическая физика, которая направлена на понимание и рассмотрение условий, существующих в космосе, которые влияют на конструкцию и работу космических аппаратов. Связанная с этим тема, космическая погода, связана с динамическими процессами в солнечно-земной системе, которые могут оказывать влияние на космический корабль, но также могут влиять на атмосферу, ионосферу и геомагнитное поле, вызывающее несколько других видов воздействия на человеческие технологии.
Воздействие на космический корабль может быть вызвано излучением, столкновением космического мусора и метеороидом, сопротивлением атмосферы в верхней части и электростатический заряд космического корабля.
Излучение в космосе обычно исходит от трех основных источников:
Для длительных миссий высокие дозы радиации могут повредить электронные компоненты и солнечные элементы. Серьезную озабоченность вызывают также индуцированные радиацией «эффекты единичного события», такие как нарушение единичного события. Миссии с экипажем обычно избегают радиационных поясов, а Международная космическая станция находится на высоте значительно ниже самых опасных участков радиационных поясов. Во время событий солнечной энергии (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 основными проблемами, которые представляют солнечные частицы для радиационной безопасности, в дополнение к важному вкладу в дозы от низкоуровневого фона космических лучей. На околоземных орбитах геомагнитное поле Земли экранирует космические аппараты от большей части этих опасностей - процесс, называемый.
Космический мусор и метеороиды могут поражать космический корабль на высоких скоростях, вызывая механические или электрические повреждения. Средняя скорость космического мусора составляет 10 км / с (22 000 миль / ч; 36 000 км / ч), в то время как средняя скорость метеороидов намного больше. Например, метеороиды, связанные с метеорным потоком Персеид, движутся со средней скоростью 58 км / с (130 000 миль / ч; 210 000 км / ч). Механические повреждения от ударов обломков изучались во время космических полетов, в том числе LDEF, у которого было зарегистрировано более 20 000 столкновений за 5,7-летнюю миссию. Электрические аномалии, связанные с ударами, включают космический корабль Olympus ESA, который потерял контроль над ориентацией во время метеорного потока Персеиды 1993 года. Аналогичное событие произошло с космическим кораблем Landsat 5 во время метеорного потока Персеиды в 2009 году.
Электростатический заряд космического корабля вызван горячей плазмой вокруг Земли. Плазма, встречающаяся в области геостационарной орбиты, нагревается во время геомагнитных суббурь, вызванных возмущениями солнечного ветра. «Горячие» электроны (с энергиями в диапазоне кило- электронвольт ) собираются на поверхностях космических аппаратов и могут создавать 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, экранирование космических кораблей, специальное «упрочнение » электронных систем, различные системы обнаружения столкновений. Оценка эффектов при проектировании космического корабля включает применение различных моделей окружающей среды, включая модели радиационных поясов, модели взаимодействия космического корабля с плазмой и модели атмосферы для прогнозирования эффектов сопротивления, возникающих на более низких орбитах и при входе в атмосферу.
Эта область часто пересекается с дисциплинами астрофизика, атмосферная наука, космическая физика и геофизика, хотя обычно с упором на приложение.
Правительство Соединенных Штатов содержит Центр прогнозирования космической погоды в Боулдере, Колорадо. Центр прогнозирования космической погоды (SWPC) является частью Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA ). SWPC является одним из Национальных метеорологических служб (NWS) Национальных центров экологических прогнозов (NCEP).
Воздействие космической погоды на Землю может включать ионосферные штормы, временное уменьшение плотности озона, нарушение радиосвязи, сигналы GPS и подводные лодки. позиционирование. Некоторые ученые также предполагают связь между солнечной активностью и ледниковыми периодами. [1]
