1、 空间飞行器动力学与控制 第二课 近地空间环境一、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 近地空间环境空间飞行器动力学与控制 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空间飞行器动力学与控制 第二课 近地空间环境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
2、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。空间飞行器动力学与控制 第二课 近地空间环境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l太阳电磁辐射l地球大气l地球电离层l地球磁场l空间带电粒子辐射l空间碎片等空间飞行器动力学与控制 第二课 近地空间环境l 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。空
3、间飞行器动力学与控制 第二课 近地空间环境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以上在波长 0.15 4.0微米之间。大约 50的太阳辐射能量在可见光谱区（波长 0.4 0.76微米）， 7在紫外光谱区（波长 0.76微米），最大能量在波长 0.475微米处。空间飞行器动力学与控制 第二课 近地空间环境由于太阳辐射波长较地面和大气辐射波长小得多，所以通常又称太阳辐射为短波辐射，称地面和大气辐射为长波辐射。太阳活动和日地距离的变化等会引起地球大气上界太阳辐射能量的变化。空间飞行器动
4、力学与控制 第二课 近地空间环境太阳活动周期和太阳黑子通过一般光学望远镜观测太阳，观测到的是光球层（太阳大气层的最里层）的活动。在光球上经常可以看到许多黑色斑点，叫太阳黑子。太阳黑子是光球层物质剧烈运动形成的局部强磁场区域，是光球层活动的重要标志。天文学家们注意到，太阳黑子有平均 11年的活动周期，这也是整个太阳的活动周期。天文学家把太阳黑子最多的年份称为 “太阳活动峰年 ”，把太阳黑子最少的年份称为 “太阳活动宁静年 ”。 空间飞行器动力学与控制 第二课 近地空间环境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。空间飞行器动力学与控制 第二课 近地空间环境l 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，约占大气总量的 99.997%左右。
