哈工大航天学院课程-空间飞行器动力学与控制-第2课-近地空间环境.ppt

一、近地空间环境及其对航天器的影响
二、航天器控制的基本概念
三、航天器动力学的发展与分类
第二课近地空间环境
航天器在点火升空、在轨运行和返回着陆的过程中,要经历近地空间环境的重重考验,不乏失败的事例。
1990年风云一号单粒子事件导致卫星姿态失控,提前结束了工作。
研究近地空间环境的要素及其对航天活动的影响,对飞行任务的完成和载人航天的安全具有重大意义。
一、近地空间环境及其对航天器的影响
近地空间的概念
距离地面90~65000km(约为10个地球半径)的地球外围空间。
地球周围大气层以外的空间
对于航天活动,近地空间一般可以定义为航天器绕地球作轨道运动的空间范围。
近地空间环境的概念和组成要素
近地空间环境由多种环境要素组成,其中对航天活动存在较大影响的环境要素主要包括
太阳电磁辐射
地球大气
地球电离层
地球磁场
空间带电粒子辐射
空间碎片等
太阳电磁辐射
基本概念
到达地球大气上界的太阳辐射能量称为天文太阳辐射量。在地球位于日地平均距离处时,地球大气上界垂直于太阳光线的单位面积在单位时间内所受到的太阳辐射的全谱总能量,称为太阳常数。太阳常数的常用单位为瓦/米2。
因观测方法和技术不同,得到的太阳常数值不同。世界气象组织(WMO)1981年公布的太阳常数值是1368瓦/米2。地球大气上界的太阳辐射光谱的99%~。大约50%的太阳辐射能量在可见光谱区(~),7%在紫外光谱区(波长<),43%在红外光谱区(波长>),。
太阳辐射及其周期变化对航天活动的影响

影响航天器的光照环境、对地观测光学背景,航天器表面材料等。太阳活动的周期变化还会影响航天器所处的磁场、高能带电粒子环境等。
地球大气
基本概念和分类
地球大气是指被地球引力场和磁场所束缚、包裹着地球陆地和水圈的气体层。通常,地球大气仅指地球周围的中性大气层。高度在90km以上的大气称为高层大气。地球大气中, 、、和的含量最高,%左右。