本书对航天器空间环境工程进行了较全面的论述。主要包括绪论、日地空间环境、航天器空间辐射环境效应、航天器空间充放电效应、航天器中性大气及真空热环境效应、微流星体及空间碎片、航天器力学环境试验、航天器热环境试验、航天器磁设计与试验、航天器空间环境工程设计、空间环境探测与预报等内容，最后结合技术发展趋势对航天器空间环境工程的发展进行了展望。
本书可作为高等院校宇航相关专业学生的教学参考书，也可供从事航天器空间环境工程设计、实施、评价及有关专业的科技人员参考。
1.展现了我国空间科学技术的众多原创性科研成果。
2.反映“互联网+”与航天技术的融合发展。
3.体现我国空间探索和空间应用的科技创新能力。
4.丛书由叶培建院士领衔，孙家栋、闵桂荣、王希季三位院士联袂推荐。
5.力图为研究和设计的人员提供新的设计思路和方法。
杨晓宁，博士，研究员，航天器环境工程领域专家，现任北京卫星环境工程研究所副所长、航天机电产品环境可靠性试验技术北京市重点实验室主任。作为型号副总指挥组织了“中星10号”等多颗通信卫星研制并成功发射，主持完成了“天舟一号”及10余颗通信、遥感卫星系统集成和大型试验工作。曾获得国防科学技术进步奖二等奖1项。发表核心期刊论文20余篇。
杨勇，博士，高级工程师，现任职于北京卫星环境工程研究所。主要从事航天器空间环境工程设计、试验验证等方面的研究和工程技术工作，参与制定多项航天器试验领域的国标、国军标。发表核心期刊论文10余篇。
第 1章 绪论 001
1.1 航天器空间环境工程概述 002
1.1.1 航天器环境工程基本概念 003
1.1.2 航天器空间环境与效应 005
1.1.3 空间环境工程发展历程 007
1.2 航天器环境试验 011
1.2.1 航天器环境试验目的 012
1.2.2 航天器环境试验分类 013
1.2.3 试验矩阵与试验顺序 015
1.2.4 航天器试验理念的演化过程 016
1.3 空间环境工程在航天器工程中的作用 018
1.3.1 空间环境工程在航天器总体技术中的作用 019
1.3.2 空间环境工程在航天器不同研制阶段中的作用 020
参考文献 022
第 2章 日地空间环境 024
2.1 概述 025
2.2 太阳与行星际环境 027
2.2.1 太阳的结构 027
2.2.2 太阳的辐射 029
2.2.3 太阳的活动 032
2.2.4 太阳活动对地球的影响 036
2.2.5 太阳风 038
2.3 地球空间环境 040
2.3.1 磁层环境 040
2.3.2 电离层环境 048
2.3.3 大气环境 061
2.4 空间粒子辐射环境 069
2.4.1 概述 069
2.4.2 空间粒子辐射环境模型简介 073
参考文献 083
第3章 航天器空间辐射环境效应 084
3.1 概述 085
3.2 空间辐射环境效应作用机理 086
3.2.1 单粒子效应机理 087
3.2.2 总剂量效应机理 094
3.2.3 位移损伤效应机理 098
3.2.4 紫外退化效应机理 100
3.3 航天器空间辐射环境效应分析软件 102
3.3.1 Space Radiation软件 102
3.3.2 SYSTEMA软件 103
3.3.3 SPENVIS软件 104
3.3.4 GEANT 4软件 105
3.4 空间辐射环境效应试验方法 106
3.4.1 单粒子效应试验方法 106
3.4.2 总剂量效应试验方法 109
3.4.3 位移损伤效应试验方法 117
3.4.4 紫外辐射效应试验方法 118
3.5 空间辐射环境效应在轨试验简介 119
3.5.1 单粒子效应在轨试验 119
3.5.2 太阳电池的在轨试验 121
3.5.3 材料空间环境暴露试验 122
参考文献 125
第4章 航天器空间充放电效应 127
4.1 概述 128
4.2 航天器表面充电机理 130
4.2.1 表面充电基础理论 130
4.2.2 GEO表面充电效应 138
4.2.3 LEO表面充电效应 143
4.3 航天器深层充电机理 149
4.3.1 深层充电基础理论 150
4.3.2 典型深层充电特征 156
4.4 航天器放电效应 161
4.4.1 航天器放电特点 161
4.4.2 介质表面放电 162
4.4.3 介质深层放电 163
4.4.4 放电耦合模型 165
参考文献 169
第5章 航天器中性大气及真空环境效应 173
5.1 概述 174
5.2 中性大气环境效应 175
5.2.1 大气阻尼效应 175
5.2.2 航天器辉光效应 176
5.2.3 原子氧剥蚀效应及机理 177
5.3 真空环境效应 185
5.3.1 压差效应 185
5.3.2 放电效应 186
5.3.3 真空热环境及影响 187
5.3.4 真空放气 188
5.3.5 污染效应 189
5.3.6 蒸发、升华与分解 189
5.3.7 冷焊效应 189
5.4 原子氧效应在轨监测 190
5.4.1 长期暴露试验 191
5.4.2 短期飞行暴露试验 193
参考文献 196
第6章 微流星体及空间碎片 198
6.1 概述 199
6.2 MMOD环境及其危害 200
6.2.1 微流星体环境 200
6.2.2 空间碎片环境 202
6.2.3 MMOD的危害 204
6.3 MMOD探测与防护技术 207
6.3.1 MMOD探测 207
6.3.2 主动防护技术 208
6.3.3 被动防护技术 210
6.4 地面模拟撞击试验与仿真技术 214
6.4.1 部组件超高速撞击试验 214
6.4.2 防护结构超高速撞击试验 221
6.4.3 超高速撞击仿真技术 225
6.5 风险评估及航天器防护设计 228
6.5.1 环境模型与数据库 228
6.5.2 风险评估 229
6.5.3 航天器防护设计 231
6.6 空间碎片的减缓与移除 234
6.6.1 空间碎片减缓 234
6.6.2 空间碎片主动移除 236
参考文献 243
第7章 航天器力学环境试验 244
7.1 概述 245
7.2 航天器力学环境试验基本概念 246
7.2.1 航天器力学环境剖面分析 246
7.2.2 航天器力学环境分类 251
7.2.3 航天器力学环境效应 254
7.2.4 航天器力学环境试验技术 256
7.3 航天器力学环境试验流程 258
7.4 航天器力学环境试验设计 261
7.4.1 航天器力学环境预示 261
7.4.2 航天器力学环境试验矩阵设计 264
7.4.3 航天器力学环境试验条件设计 268
7.5 航天器力学环境试验模拟技术 278
7.5.1 力学环境模拟 278
7.5.2 力学环境模拟试验有效性评估 279
7.5.3 力学环境试验对产品的评价 279
7.5.4 不同力学环境的试验模拟手段 280
7.6 航天器力学环境试验新技术 297
7.6.1 力限振动试验技术 297
7.6.2 多轴振动技术 299
7.6.3 虚拟力学试验技术 300
参考文献 302
第8章 航天器热环境试验 304
8.1 概述 305
8.2 热试验的分类 307
8.2.1 热试验的分类方法 307
8.2.2 热平衡试验及其一般原理 310
8.2.3 热真空试验及其一般原理 316
8.3 航天器热试验方法 319
8.3.1 空间热边界模拟方法 319
8.3.2 热流及温度测量方法 331
8.3.3 空间环境模拟容器 336
8.3.4 航天器热试验仿真技术 349
8.4 其他热试验技术 352
参考文献 358
第9章 航天器磁设计与试验 360
9.1 概述 361
9.2 磁场对航天器的影响 362
9.3 航天器磁设计 364
9.3.1 磁性来源 364
9.3.2 磁性控制要求 365
9.3.3 磁设计项目 366
9.3.4 磁设计的内容 367
9.3.5 磁设计验证 368
9.4 航天器磁试验 370
9.4.1 磁试验要求 370
9.4.2 磁试验技术 372
9.4.3 磁试验主要设备 383
9.5 航天器磁性数值仿真技术 391
9.5.1 磁矩仿真 391
9.5.2 磁场仿真 392
参考文献 396
第 10章 航天器空间环境工程设计 398
10.1 概述 399
10.1.1 航天器空间环境工程设计概念 399
10.1.2 航天器空间环境工程设计流程 400
10.2 航天器空间环境工程设计方法 401
10.2.1 紫外辐射损伤效应防护设计方法 401
10.2.2 真空效应防护设计方法 402
10.2.3 磁效应防护设计方法 403
10.2.4 原子氧剥蚀效应防护设计方法 403
10.2.5 电离总剂量效应防护设计方法 404
10.2.6 单粒子效应防护设计方法 408
10.2.7 位移损伤效应防护设计方法 412
10.2.8 表面充/放电效应防护设计方法 413
10.2.9 内带电效应防护设计方法 416
10.2.10 小结 420
10.3 航天器空间环境工程设计案例 421
10.3.1 原子氧剥蚀效应防护设计案例 421
10.3.2 表面充/放电效应防护设计案例 422
10.3.3 单粒子效应防护设计案例 423
10.4 总结 425
参考文献 426
第 11章 空间环境探测与预报 427
11.1 概述 428
11.2 空间环境探测 429
11.2.1 主要探测区域 429
11.2.2 基本探测仪器 440
11.2.3 我国空间环境探测的发展 451
11.3 空间环境预报 454
11.3.1 空间环境预报分类 454
11.3.2 太阳活动预报 455
11.3.3 地球空间环境预报 458
参考文献 463
第 12章 航天器空间环境工程展望 466
12.1 航天器空间环境探测技术 467
12.2 航天器试验验证体系 470
12.3 航天器空间环境工程设计 477
参考文献 479
索引 480
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