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空间环境中存在多种辐射源

  新华社北京9月28日电(记者王楠楠)在失去飞船的保护、零距离接触太空环境时,航天员除了要面对舱外太空特殊压力、真空和温度3大环境的挑战外,还要面对太空特有的空间辐射环境。

  中国科学院空间环境研究预报中心副主任刘四清介绍说,地球周围的空间环境中,主要存在3种高能粒子辐射源:地球辐射带、银河宇宙线和太阳粒子事件。

  地球辐射带

  地球辐射带是高能带电粒子受到地球磁场捕获而形成的强辐射区域,包括内辐射带和外辐射带,主要由高能电子与高能质子构成,靠近地球的内辐射带中心位于距离地面3000-4000km左右。

  目前的载人航天活动主要集中离地面在500km以下的低地球轨道上,处于内辐射带底部。

  在这个高度上,辐射带主要集中在2个区域:南大西洋异常区(内辐射带)和极区电子带(外辐射带)。

  辐射带高能粒子的能量相对不高,航天器的舱壁对它们能起到很好的屏蔽作用,但航天员的出舱活动应尽可能避开南大西洋异常区以降低航天员受到的辐射剂量。

  银河宇宙线

  银河宇宙线是来自银河系超新星爆发时的高能粒子,能量很高,但通量较低。

  由于其通量很低,一般不会造成显著的短期效应,但长期暴露在银河宇宙线中会增加不育和癌症的风险。

  在近地载人轨道上,地磁场屏蔽了大部分的银河宇宙线,其剂量贡献主要集中在极区附近,轨道越高、倾角越大,影响越大。

  比如国际空间站飞行高度距离地面400km,倾角51.6°,银河宇宙线对它造成的剂量占辐射总剂量的一半以上。

  而神舟飞船轨道的高度和倾角都比较低,银河宇宙线的剂量贡献只占总剂量的30%左右。

  太阳粒子事件

  太阳粒子事件是太阳爆发活动产生的高能带粒子流,持续时间从几分钟到几天不等,主要成分是质子。

  太阳粒子事件是随机发生的,大的太阳粒子事件会产生较大的剂量,对载人航天是一个严重威胁。

  与银河宇宙线类似,在近地载人轨道上,受地磁屏蔽的影响,一般太阳粒子事件产生的辐射较小,剂量贡献主要集中在极区附近,轨道倾角越高,受到的影响越大。

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