5.6.1 航天器防护原则

5.6.1 航天器防护原则

针对一个航天器尤其是载人航天器,在方案设计阶段就应该把空间碎片和空间辐射的防护设计列为必须要考虑的问题。首先根据航天器任务和需求确定防护指标,然后开展初步风险分析和防护设计,接着优化设计方案,最后给出满足防护指标的防护增重最少的方案。

航天器空间碎片防护一般采取的措施,按优先顺序排列为:

(1)调整航天器姿态,降低撞击风险。将坚固部位朝向撞击通量大的方向,例如航天器运动方向;薄弱部位朝向撞击通量小的方向,例如与航天器运动方向相反的方向和航天器朝地方向。

(2)合理设计航天器布局,降低撞击风险,例如将抵御撞击能力强的部件置于高风险区,将抵御撞击能力弱的部件置于低风险区。

(3)通过冗余设计来降低撞击风险,例如对外置电缆总线进行冗余设计。

(4)增加航天器主结构的厚度,以降低碰撞风险。

(5)增设专用防护结构,以降低撞击风险。

对于航天器的空间辐射防护,主要分为航天员防护和敏感器件、部组件的防护,一般采取局部防护。比如,对于易受静电影响的电路板、半导体,通过电磁兼容设计、涂敷静电防护材料及增加屏蔽外壳等来实现防静电的目的。利用质量屏蔽对航天器进行辐射防护,通过仪器、设备、燃料等的优化布局来保证航天员舱或航天器舱内敏感器件有比较均匀的质量屏蔽厚度。此外,为防范潜在的瞬态高强度空间辐射,比如太阳粒子,对航天员还应设置应急屏蔽室,以实现在瞬态高强度环境下保证航天员的安全与健康。