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航天器空間環(huán)境效應(yīng) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030767110
- 條形碼：9787030767110 ; 978-7-03-076711-0
- 裝幀：平裝
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
航天器空間環(huán)境效應(yīng) 內(nèi)容簡介
本書介紹外太空特有的空間輻射粒子、等離子體、原子氧及空間碎片等環(huán)境的特征，闡述這些環(huán)境與航天器用器件、電路、材料及部件等作用導(dǎo)致的多種輻射效應(yīng)、表面及深層充放電、材料侵蝕損傷的物理機制和規(guī)律，論述與航天器設(shè)計相關(guān)的空間環(huán)境效應(yīng)地面模擬實驗、仿真分析、防護設(shè)計等的原理、方法和技術(shù)要點，設(shè)計典型的仿真實驗和模擬實驗以深化對抽象空間環(huán)境效應(yīng)的認知，為研究生以及科研人員和工程技術(shù)人員提供空間環(huán)境及其對航天器影響和防護設(shè)計的相關(guān)知識。
航天器空間環(huán)境效應(yīng) 目錄
目錄前言第1章 緒論1第2章 空間環(huán)境效應(yīng)概述42.1 空間環(huán)境及效應(yīng)的內(nèi)涵42.2 航天器遭遇的空間環(huán)境概況52.3 航天器空間環(huán)境效應(yīng)概況112.4 空間環(huán)境誘發(fā)的航天器故障概況152.5 典型的空間環(huán)境誘發(fā)的航天器故障事例172.6 航天器空間環(huán)境效應(yīng)防護設(shè)計總體要求272.7 與空間環(huán)境研究應(yīng)用相關(guān)的坐標(biāo)系30習(xí)題33參考文獻34第3章 空間輻射環(huán)境363.1 帶電粒子的表征363.2 銀河宇宙線373.2.1 銀河宇宙線成分及能譜373.2.2 銀河宇宙線模型383.2.3 太陽活動對銀河宇宙線的調(diào)制393.2.4 地磁場對銀河宇宙線的調(diào)制403.3 太陽宇宙線443.3.1 太陽宇宙線成分及能譜443.3.2 太陽宇宙線與太陽活動的關(guān)系443.3.3 太陽宇宙線模型443.3.4 地磁場對太陽宇宙線的調(diào)制453.4 地球輻射帶463.4.1 地球輻射帶空間分布463.4.2 地球輻射帶模型483.4.3 地球輻射帶的漂移493.4.4 地球輻射帶與太陽活動的關(guān)系513.5 深空輻射環(huán)境533.5.1 深空星球局地輻射環(huán)境543.5.2 深空宇宙線環(huán)境553.6 地球空間輻射環(huán)境小結(jié)57習(xí)題58參考文獻58第4章 空間輻射粒子與物質(zhì)作用的基本機制614.1 輻射粒子與物質(zhì)作用的基本方式614.1.1 帶電粒子與物質(zhì)作用的基本方式614.1.2 光子與物質(zhì)作用的基本方式634.2 帶電粒子與物質(zhì)作用表征644.2.1 線性能量傳輸644.2.2 射程684.3 粒子能量與射程數(shù)據(jù)的應(yīng)用70習(xí)題73參考文獻76第5章 電離總劑量效應(yīng)775.1 總劑量電離電荷在器件中的累積及影響775.1.1 總劑量在器件中誘發(fā)的捕獲電荷775.1.2 輻射誘發(fā)的捕獲電荷對器件的影響785.1.3 MOS器件對輻射劑量的時間響應(yīng)及退火效應(yīng)815.1.4 雙極器件的低劑量率輻射損傷增強效應(yīng)835.2 總劑量的分析評估方法845.2.1 航天器艙外輻射環(huán)境分析計算845.2.2 航天器艙內(nèi)輻射環(huán)境及總劑量分析計算855.2.3 地面輻照試驗總劑量計算875.3 近地空間的總劑量分布特征885.4 航天器抗總劑量設(shè)計指標(biāo)要求915.5 器件總劑量效應(yīng)試驗和選用925.5.1 共性試驗要求925.5.2 MOS器件總劑量試驗流程935.5.3 雙極器件總劑量試驗流程975.5.4 有ELDRS效應(yīng)器件的總劑量試驗和選用方法985.6 總劑量效應(yīng)防護設(shè)計995.6.1 容差設(shè)計995.6.2 冗余設(shè)計995.6.3 布局設(shè)計995.6.4 屏蔽設(shè)計100習(xí)題111參考文獻115第6章 位移損傷效應(yīng)1176.1 原子位移損傷及對器件的影響1176.1.1 位移損傷形成的材料缺陷1176.1.2 位移損傷對半導(dǎo)體載流子的影響1206.1.3 位移損傷對器件的影響1216.2 位移損傷的分析評估方法1266.2.1 等效(位移損傷)劑量法1266.2.2 等效注量法1306.3 近地空間位移損傷的分布特征1336.4 抗位移損傷設(shè)計指標(biāo)1356.5 位移損傷效應(yīng)試驗1356.5.1 粒子種類和能量1366.5.2 質(zhì)子的位移損傷與電離作用的甄別區(qū)分1376.5.3 通量和注量1386.5.4 偏置和溫度1386.5.5 輻照后退火及測試1396.6 位移損傷防護設(shè)計1396.7 位移損傷導(dǎo)致的航天器故障事例1466.7.1 地面試驗器件的位移損傷失效1466.7.2 衛(wèi)星太陽電池的衰退1486.7.3 伽利略木星探測器故障1506.7.4 TOPEX/Poseidon衛(wèi)星故障1516.7.5 Globalstar-1星座故障1526.7.6 科學(xué)級CCD器件位移損傷影響152習(xí)題153參考文獻157第7章 單粒子效應(yīng)1607.1 單粒子效應(yīng)及對器件電路的影響1607.1.1 單粒子效應(yīng)電荷收集1607.1.2 單粒子收集電荷導(dǎo)致的各類單粒子效應(yīng)1637.1.3 表征單粒子效應(yīng)的關(guān)鍵參數(shù)1697.2 質(zhì)子誘發(fā)單粒子效應(yīng)1717.3 器件及電路單粒子效應(yīng)試驗1727.3.1 試驗用粒子LET值1737.3.2 試驗用離子能量及射程1747.3.3 試驗用離子通量及注量1767.3.4 脈沖激光試驗單粒子效應(yīng)1777.4 單粒子效應(yīng)的分析評估方法1807.4.1 重離子單粒子效應(yīng)分析評估方法1807.4.2 質(zhì)子單粒子效應(yīng)分析評估方法1857.4.3 器件單粒子效應(yīng)分析評估算例1907.5 近地空間單粒子效應(yīng)分布特征1947.5.1 近地空間誘發(fā)單粒子效應(yīng)的輻射粒子分布1947.5.2 典型器件在典型軌道發(fā)生的單粒子效應(yīng)分布1977.6 抗單粒子效應(yīng)設(shè)計指標(biāo)2007.7 單粒子效應(yīng)防護設(shè)計2017.7.1 單粒子燒毀和單粒子?xùn)糯┓雷o設(shè)計2017.7.2 單粒子鎖定防護設(shè)計2027.7.3 單粒子翻轉(zhuǎn)防護設(shè)計2077.7.4 SEFI防護設(shè)計2117.7.5 SET防護設(shè)計2127.7.6 軟件防護設(shè)計2147.7.7 系統(tǒng)防護設(shè)計215習(xí)題217參考文獻219第8章 表面充放電效應(yīng)2238.1 表面充放電效應(yīng)概述2238.1.1 表面充放電現(xiàn)象2238.1.2 表面充放電效應(yīng)的危害2248.1.3 不同軌道表面充放電風(fēng)險分布2288.2 表面充放電物理機制2298.2.1 空間等離子體環(huán)境2298.2.2 表面充電電流平衡方程2378.2.3 航天器充電模型2398.2.4 太陽電池充放電原理2408.3 表面充放電效應(yīng)防護設(shè)計方法2428.3.1 表面充放電效應(yīng)防護原則2428.3.2 表面充放電效應(yīng)防護設(shè)計流程2438.3.3 表面充放電效應(yīng)防護設(shè)計方法2468.3.4 典型部件表面充放電效應(yīng)防護設(shè)計方法2488.4 表面充放電效應(yīng)工程防護設(shè)計事例2518.4.1 任務(wù)經(jīng)過表面充放電風(fēng)險區(qū)域的判定2528.4.2 航天器表面充放電風(fēng)險一維仿真計算2538.4.3 航天器表面充放電風(fēng)險三維仿真計算2538.4.4 工程實施方案260習(xí)題260參考文獻261第9章 深層充放電效應(yīng)2649.1 深層充放電效應(yīng)概述2649.1.1 深層充放電效應(yīng)現(xiàn)象與概念2649.1.2 深層充電的物理過程2659.1.3 深層充放電效應(yīng)的主要影響與危害2679.2 深層充放電的空間高能電子環(huán)境及模型2689.2.1 外輻射帶電子成分2699.2.2 高能電子隨磁殼的分布2709.2.3 高能電子變化規(guī)律2739.2.4 輻射帶高能電子模型2779.2.5 高能電子環(huán)境及風(fēng)險分析2809.3 深層充放電效應(yīng)引起的典型故障2869.3.1 深層充放電效應(yīng)誘發(fā)的航天器故障事例2879.3.2 充放電效應(yīng)引起衛(wèi)星故障的分析2889.4 在軌探測實驗2919.4.1 衛(wèi)星放電在軌探測實驗2919.4.2 內(nèi)部充放電效應(yīng)在軌探測實驗2959.4.3 充放電效應(yīng)對衛(wèi)星威脅的在軌監(jiān)測2999.5 地面模擬實驗3039.5.1 典型深層充放電效應(yīng)模擬實驗裝置3039.5.2 深層充放電關(guān)鍵參數(shù)測量裝置3169.5.3 航天用絕緣材料電導(dǎo)率測量方法3199.5.4 深層充電試驗方法3349.6 深層充電物理模型與仿真軟件3409.6.1 深層充電物理模型3419.6.2 深層充電仿真軟件3429.7 深層充放電效應(yīng)防護指南與方法3459.7.1 深層充放電效應(yīng)防護指南3459.7.2 深層充放電效應(yīng)防護方法348習(xí)題352參考文獻353第10章 空間碎片及微流星體撞擊效應(yīng)35810.1 空間碎片及微流星體環(huán)境35810.1.1 空間碎片及微流星體的定義35810.1.2 空間碎片及微流星體的來源35810.1.3 空間碎片的增長和分布36010.1.4 空間碎片的大小和分類36110.2 空間碎片及微流星體超高速撞擊效應(yīng)36310.2.1 空間碎片及微流星體的危害事例36310.2.2 空間碎片及微流星體超高速撞擊物理過程36610.2.3 超高速撞擊動力學(xué)36610.2.4 行為各異的撞擊現(xiàn)象36810.2.5 超高速撞擊典型損傷模式36810.2.6 超高速撞擊的撞擊坑特性36910.3 地面模擬試驗方法37010.3.1 二級輕氣炮37110.3.2 等離子體驅(qū)動微小碎片加速器37210.3.3 激光驅(qū)動飛片加速器37510.3.4 靜電粉塵加速器37510.4 仿真分析評估方法37610.4.1 空間碎片及微流星體環(huán)境工程模式37610.4.2 航天器撞擊風(fēng)險評估37810.4.3 超高速撞擊過程的數(shù)值仿真37910.5 空間碎片應(yīng)對對策38010.5.1 躲避空間碎片碰撞38010.5.2 加強航天器防護38810.5.3 空間碎片減緩396習(xí)題403參考文獻404第11章 原子氧、紫外線及低能帶電粒子侵蝕效應(yīng)40711.1 原子氧腐蝕效應(yīng)40711.1.1 原子氧的環(huán)境特征40711.1.2 原子氧與暴露材料作用機制41311.1.3 原子氧與紫外線、空間碎片的協(xié)同作用機制41611.1.4 原子氧腐蝕效應(yīng)評估方法41711.1.5 原子氧防護技術(shù)42711.2 紫外輻射效應(yīng)42811.2.1 紫外輻射環(huán)境特征42811.2.2 紫外輻射與暴露材料作用機制43011.2.3 紫外輻射效應(yīng)試驗評估方法43311.2.4 紫外輻射防護技術(shù)43311.3 低能帶電粒子輻射效應(yīng)43411.3.1 低能帶電粒子與暴露材料作用機制43411.3.2 低能帶電粒子試驗評估方法436習(xí)題436參考文獻437第12章 航天器空間環(huán)境效應(yīng)實驗44112.1 空間環(huán)境效應(yīng)仿真實驗44112.1.1 仿真實驗?zāi)康?4112.1.2 仿真工具44112.1.3 仿真實驗內(nèi)容44312.2 器件及電路單粒子效應(yīng)實驗44512.2.1 實驗?zāi)康?4512.2.2 實驗測試原理44512
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