文档介绍：北京大学第一届“校长”基金论文
辐射带高能粒子探测数据的
分析与研究
二零零三年十月
辐射带高能粒子探测数据的分析与研究
00级地球物理系空间物理专业陆彦
摘要
辐射带是地球空间中最严重的辐射环境区,地球轨道附近的空间事故绝大部分发生在辐射带。近来的研究证明辐射带粒子随不同时间尺度动态分布。本文利用低高度(870km)天气卫星TIROS/NOAA提供的内辐射带近两个太阳活动周期的各种能量的粒子数据,分析了不同时间和能量尺度上高能质子通量变化。初步结果显示近二十年高能质子通量呈现长期的逐渐增强趋势、太阳11年周期变化及季节性变化。NASA的辐射带模型主要根据70年代及其以前的卫星探测数据而制定的一个静态的、统计平均的模型,存在的主要问题是精度低、不能反映粒子随不同时间尺度变化等问题。。
Abstract
There is the most intense radiation hazard in the radiation belts in the Sun-terrestrial space. Most of the space accidents occurred in the radiation belts. The recent research indicates that the particles in the radiation belts have dynamic distributions over different time scales. Based on the data of particles in the inner zone for nearly two solar cycles provided by the low altitude (870km) weather satellites TIROS/NOAA, we have analyzed the change of the flux of high-energy protons in various time and energy scales. The preliminary results indicate that over the past twenty years the flux of protons have increased significantly and varied along with both the eleven-year solar cycle and seasons. The NASA AP8 models are static, statistical average models based on the data of satellites of the 1970s or earlier. So they are not precise and ignore many problems such as the change of the particles in various time scales. In this paper pare TIROS/NOAA satellite data and AP8 model predictions. The results show that AP8 underestimated the flux of protons in different energy ranges。
引言
早在五十年代,人们就发现了辐射带而且立刻认识到了它对空间任务的危害性。辐射带是地球空间最严重的辐射环境区,而绝大多数卫星都要运行在此环境之中。航天器在轨道上运行时会遭遇到高能粒子。高能质子及重粒子会改变卫星上的微电子器件状态,从而使航天器发生异常或故障,如单粒子翻转。它也会使功能材料的性能下降。它对宇航员的安全造成极大威胁,另外它产生的辐射(如轫致辐射)对人的生命也造成威胁。高能电子会对卫星外壳材料进行表面和深层充电,破坏卫星表面和内部的仪器。因此,一直以来人们都付出很大的努力去开发一个辐射带模型,最终NASA的AE-8(电子)和AP-8(质子)模型由于在空间和能量覆盖等方面的优势成为自70年代以来被最广泛应用和承认的辐射带模型。1990年美国空军发射了CRRES(bined Release and Radiation Effect Satellite)卫星,从CRRES卫星的数据证明了辐射带的环境远比NASA辐射带模型描述的静态辐射环境复杂的多。辐射带随空间尤其是时间变化的重要性比以前想象的要重要的多。NASA的AE-8(电子)和AP-