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航天器空間環境效應 版權信息
- ISBN：9787030767110
- 條形碼：9787030767110 ; 978-7-03-076711-0
- 裝幀：平裝
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
航天器空間環境效應 內容簡介
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境的特征，闡述這些環境與航天器用器件、電路、材料及部件等作用導致的多種輻射效應、表面及深層充放電、材料侵蝕損傷的物理機制和規律，論述與航天器設計相關的空間環境效應地面模擬實驗、仿真分析、防護設計等的原理、方法和技術要點，設計典型的仿真實驗和模擬實驗以深化對抽象空間環境效應的認知，為研究生以及科研人員和工程技術人員提供空間環境及其對航天器影響和防護設計的相關知識。
航天器空間環境效應 目錄
目錄前言第1章 緒論1第2章 空間環境效應概述42.1 空間環境及效應的內涵42.2 航天器遭遇的空間環境概況52.3 航天器空間環境效應概況112.4 空間環境誘發的航天器故障概況152.5 典型的空間環境誘發的航天器故障事例172.6 航天器空間環境效應防護設計總體要求272.7 與空間環境研究應用相關的坐標系30習題33參考文獻34第3章 空間輻射環境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制393.2.4 地磁場對銀河宇宙線的調制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系513.5 深空輻射環境533.5.1 深空星球局地輻射環境543.5.2 深空宇宙線環境553.6 地球空間輻射環境小結57習題58參考文獻58第4章 空間輻射粒子與物質作用的基本機制614.1 輻射粒子與物質作用的基本方式614.1.1 帶電粒子與物質作用的基本方式614.1.2 光子與物質作用的基本方式634.2 帶電粒子與物質作用表征644.2.1 線性能量傳輸644.2.2 射程684.3 粒子能量與射程數據的應用70習題73參考文獻76第5章 電離總劑量效應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的捕獲電荷775.1.2 輻射誘發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及退火效應815.1.4 雙極器件的低劑量率輻射損傷增強效應835.2 總劑量的分析評估方法845.2.1 航天器艙外輻射環境分析計算845.2.2 航天器艙內輻射環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 航天器抗總劑量設計指標要求915.5 器件總劑量效應試驗和選用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效應器件的總劑量試驗和選用方法985.6 總劑量效應防護設計995.6.1 容差設計995.6.2 冗余設計995.6.3 布局設計995.6.4 屏蔽設計100習題111參考文獻115第6章 位移損傷效應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 抗位移損傷設計指標1356.5 位移損傷效應試驗1356.5.1 粒子種類和能量1366.5.2 質子的位移損傷與電離作用的甄別區分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 位移損傷防護設計1396.7 位移損傷導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衛星故障1516.7.5 Globalstar-1星座故障1526.7.6 科學級CCD器件位移損傷影響152習題153參考文獻157第7章 單粒子效應1607.1 單粒子效應及對器件電路的影響1607.1.1 單粒子效應電荷收集1607.1.2 單粒子收集電荷導致的各類單粒子效應1637.1.3 表征單粒子效應的關鍵參數1697.2 質子誘發單粒子效應1717.3 器件及電路單粒子效應試驗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1777.4 單粒子效應的分析評估方法1807.4.1 重離子單粒子效應分析評估方法1807.4.2 質子單粒子效應分析評估方法1857.4.3 器件單粒子效應分析評估算例1907.5 近地空間單粒子效應分布特征1947.5.1 近地空間誘發單粒子效應的輻射粒子分布1947.5.2 典型器件在典型軌道發生的單粒子效應分布1977.6 抗單粒子效應設計指標2007.7 單粒子效應防護設計2017.7.1 單粒子燒毀和單粒子柵穿防護設計2017.7.2 單粒子鎖定防護設計2027.7.3 單粒子翻轉防護設計2077.7.4 SEFI防護設計2117.7.5 SET防護設計2127.7.6 軟件防護設計2147.7.7 系統防護設計215習題217參考文獻219第8章 表面充放電效應2238.1 表面充放電效應概述2238.1.1 表面充放電現象2238.1.2 表面充放電效應的危害2248.1.3 不同軌道表面充放電風險分布2288.2 表面充放電物理機制2298.2.1 空間等離子體環境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 表面充放電效應防護設計方法2428.3.1 表面充放電效應防護原則2428.3.2 表面充放電效應防護設計流程2438.3.3 表面充放電效應防護設計方法2468.3.4 典型部件表面充放電效應防護設計方法2488.4 表面充放電效應工程防護設計事例2518.4.1 任務經過表面充放電風險區域的判定2528.4.2 航天器表面充放電風險一維仿真計算2538.4.3 航天器表面充放電風險三維仿真計算2538.4.4 工程實施方案260習題260參考文獻261第9章 深層充放電效應2649.1 深層充放電效應概述2649.1.1 深層充放電效應現象與概念2649.1.2 深層充電的物理過程2659.1.3 深層充放電效應的主要影響與危害2679.2 深層充放電的空間高能電子環境及模型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 高能電子變化規律2739.2.4 輻射帶高能電子模型2779.2.5 高能電子環境及風險分析2809.3 深層充放電效應引起的典型故障2869.3.1 深層充放電效應誘發的航天器故障事例2879.3.2 充放電效應引起衛星故障的分析2889.4 在軌探測實驗2919.4.1 衛星放電在軌探測實驗2919.4.2 內部充放電效應在軌探測實驗2959.4.3 充放電效應對衛星威脅的在軌監測2999.5 地面模擬實驗3039.5.1 典型深層充放電效應模擬實驗裝置3039.5.2 深層充放電關鍵參數測量裝置3169.5.3 航天用絕緣材料電導率測量方法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 深層充放電效應防護指南與方法3459.7.1 深層充放電效應防護指南3459.7.2 深層充放電效應防護方法348習題352參考文獻353第10章 空間碎片及微流星體撞擊效應35810.1 空間碎片及微流星體環境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36610.2.4 行為各異的撞擊現象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 等離子體驅動微小碎片加速器37210.3.3 激光驅動飛片加速器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境工程模式37610.4.2 航天器撞擊風險評估37810.4.3 超高速撞擊過程的數值仿真37910.5 空間碎片應對對策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40711.1 原子氧腐蝕效應40711.1.1 原子氧的環境特征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、空間碎片的協同作用機制41611.1.4 原子氧腐蝕效應評估方法41711.1.5 原子氧防護技術42711.2 紫外輻射效應42811.2.1 紫外輻射環境特征42811.2.2 紫外輻射與暴露材料作用機制43011.2.3 紫外輻射效應試驗評估方法43311.2.4 紫外輻射防護技術43311.3 低能帶電粒子輻射效應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習題436參考文獻437第12章 航天器空間環境效應實驗44112.1 空間環境效應仿真實驗44112.1.1 仿真實驗目的44112.1.2 仿真工具44112.1.3 仿真實驗內容44312.2 器件及電路單粒子效應實驗44512.2.1 實驗目的44512.2.2 實驗測試原理44512
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