“太空摆渡车”如何应对太阳的“坏脾气”?

发布时间 : 2016-06-17     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

    2015年3月30日21时52分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭,成功将首颗新一代北斗导航卫星发射升空。此次发射在运载火箭上增加了一级独立飞行器,即远征一号上面级。“上面级”的作用就像摆渡车一样,当火箭抵达预定位置和卫星分离后,它再将卫星送到工作轨道。因此,大家形象地称它为“太空摆渡车”。
    相比火箭的其它部分,“太空摆渡车”需要在太空环境中停留更长的时间,这就要求它必须面对更加复杂的太空环境,太阳风暴就是其中之一。

                                          日地空间环境示意图

                                      什么是太阳风暴
      太阳每天东升西落,为我们带来光明和热量。然而它并不像看起来那么平静,它的内部进行着剧烈的核聚变反应,氢弹就是利用这个原理制成的。有时太阳活动会很剧烈,从内部发出大量的电磁辐射、高能带电粒子以及高速的等离子云,就像是在“发脾气”。科学家们形象地称之为“太阳风暴”。
    太阳风暴的危害很大,地球内部由于有磁场和大气层保护,受到的影响并不严重。但是,冲出大气层的“太空摆渡车”和卫星就不行了,通讯中断、元器件损毁、数据丢失都有可能发生。研制人员为此花费了不少心思,让“太空摆渡车”能够顺利应对太阳风暴。

                                    耐紫外线材料做“外衣”

    “太空摆渡车”的外部是一层层的绝缘材料,猛烈的太阳风暴会让它们变脆、变硬甚至开裂。为此,研制人员专门给它设计了一件由特殊材料制成的“防护衣”,又被叫做“冷暖衣”,能够确保“太空摆渡车”的“体温”保持正常。而且它自身有很好的防护性,太阳风暴带来的高能粒子想在上面“扎堆聚集”,搭个顺风车,那是绝对不可能的。

                                    元器件戴上屏蔽防护壳

   “太空摆渡车”要将卫星“送到站”,就必须听从地面上的测控人员的命令,并且精确地执行。可是,太阳风暴一来,不但天地之间的通讯受影响,自身的元器件也会受到猛烈的冲击。
    因此,研制人员在进行设计的时候,就首先选那些最“结实”、最“可靠”的元器件,又在元器件外戴上了一个具有屏蔽功能的壳体。由于材料特殊,这个壳体能够有效隔绝太阳风暴带来的带电粒子,再加上其内部的设备布局也进行了抗辐射优化设计,最大程度减少敏感器件的损伤。

                                        数据都有备份

    防护是一个方面,但是,太阳风暴能量极强,不少“漏网之鱼”仍会射入“太空摆渡车”体内。这就需要给“太空摆渡车”体内的元器件、软件做好备份,万一某一处受到影响,仍然有“备份”可以接力工作,这样极大地确保了“太空摆渡车”的在轨安全。
    俗话说:方法总比困难多。不论太阳有多坏的“脾气”,设计人员总会想出办法应对,确保“太空摆渡车”在空间穿梭时万无一失,顺利把“乘客”送入工作轨道。

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