等离子体引发磁场膨胀空间灾害性事件主动防护技术研究

Suffered large solar particle events, magnetic storms ,and high altitude nuclear explosion and other sapce disasters, the hardwares and softwars of the satellite and it's equipments may be damaged permently by high-energy protons and electrons then lead to mission failure.The current techniques can not protect effectively because of the load limits.Therefore, in order to ensure the survival of Chinese key satellites in case of emergency, the new protective technology need to be explored.. On the basis of the previous project supported by National Natural Science Foundation,the mechanism of the plasma induced magnetic expansion should be reasearched deeply through big dimension simulation and the ground experments.The interaction models between inflated magnetic filed and the space high energy particles shoule be reasearched for improving the protection efficiency of the inflated magnetic filed to high energy electrons.The method can improve the survival of our satellites in space disastrous events with a strong application prospects and is the hot spots and trends of the international space radiation protection research.

当遭遇特大太阳粒子事件、大磁暴、高空核爆等灾害性空间事件时，高能质子和电子可能对卫星以及星载设备的软、硬件造成永久性损伤，影响卫星航天任务的有效执行，严重的时候甚至会使摧毁整个卫星，导致任务失败。目前的技术手段由于载荷限制无法对其进行有效防护。因此，为保证在应急情况下，我国关键卫星的生存，必须探索新的防护技术，对空间灾害性事件下的卫星进行应急防护，确保其安全。. 本项目在前期青年基金研究的基础上，拟通过大尺度磁膨胀数值模拟和地面实验相结合的技术手段，进一步探索等离子体引发磁膨胀机理；研究膨胀磁场与空间高能带电粒子的相互作用模式，提高膨胀磁场对高能电子的防护效率。该项目的研究可以提高我国卫星在空间灾害性事件中的生存能力，具有较强的应用前景，是目前国际空间辐射防护研究的热点和趋势。

当遭遇特大太阳粒子事件、大磁暴、高空核爆等空间灾害性事件时，高能质子和电子可能对卫星以及星载设备的软、硬件造成永久性损伤，影响卫星航天任务的有效执行，严重的时候甚至会使摧毁整个卫星，导致任务失败。目前的技术手段由于载荷限制等原因无法对其进行有效防护。因此，为保证在应急情况下，我国关键卫星的生存，必须探索新的防护技术，对空间灾害性事件下的卫星进行应急防护，确保其安全。本项目依据研发的空间环境中等离子引发磁膨胀模拟计算程序，设计优化了等离子体发生器；开展了真空舱内等离子体引发磁场膨胀实验，对膨胀磁场三个方向的强度以及等离子体温度和密度参数进行了测量；通过对测量数据的分析，初步研究了等离子引起磁场膨胀并且使磁场强度增强的机理；计算了膨胀磁场对带电粒子的防护性能，并利用层流电弧等离子源开展了验证实验。