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World File Search System辐射带
OMEP-EOR：用于电轨道提升任务的 MeV 质子通量规范模型
摘要 — 电信卫星的电轨道提升 (EOR) 显著减少了机载燃料质量，但代价是延长了传输时间。这些相对较长的传输通常持续数月，跨越大跨度的辐射带，导致航天器严重暴露于太空辐射中。由于中间辐射带区域密度不大，因此与标准环境模型中的低地球轨道或地球静止轨道等热门轨道相比，其辐射环境受到的限制较少。特别是，需要更具体的 MeV 能量范围质子通量模型，因为质子通量是造成太阳能电池阵列退化的原因，因此对 EOR 任务至关重要。作为 ESA ARTES 计划的一部分，ONERA 已经开发了专用于 EOR 任务的质子通量规范模型。该模型可以估算 EOR 传输典型持续时间内任意轨迹上 60 keV 到 20 MeV 之间的平均质子通量。从范艾伦探测器 RBSPICE 数据中提取了辐射带的全局统计模型。对于没有或低采样的区域，使用 Salammbô 辐射带模型的模拟结果。特别注意对所考虑的任务持续时间内辐射带的时间动态进行建模。开发了高斯过程模型，可以分析计算任意任务持续时间内平均通量的分布。卫星轨迹可以在得到的全局分布中绘制，从而得到航天器所见的质子通量谱分布。我们展示了该模型在典型 EOR 轨迹上的结果。将获得的通量与标准 AP8 模型、AP9 模型进行比较，并使用 THEMIS 卫星数据进行验证。我们说明了对太阳能电池退化的预期影响，与 AP8 相比，我们的模型显示退化预测增加了高达 20%。
iridium的空间操作经验
这种空间辐射 - 传感器技术提供了弹性的检测和表征太空天气危害，例如太阳耀斑。到达数据应用于分析电流和预测的太空天气现象，并确定带电颗粒在上层大气化学中的作用以及Van Allen辐射带的动力学。数据的应用包括监视高纬度的飞机的辐射环境以及地球轨道中的船员任务。
太空中的活跃实验：过去、现在和未来
1958 年至 1962 年间，美国和苏联在大气层中进行了数次核爆炸试验，其中包括 1962 年 7 月 9 日在约翰斯顿岛上空 400 公里高空发生的 1.4 百万吨爆炸的“星鱼一号”事件（Gombosi 等人，2017 年）。这些试验可视为太空主动实验（即故意扰乱当地环境的实验）的开端。它们展示了高空核爆炸的潜在破坏力，包括产生的电磁脉冲以及放射性裂变碎片可能产生的持久人造辐射带。例如，“星鱼一号”的意外后果之一是使至少七艘低地球轨道 (LEO) 航天器瘫痪，约占当时 LEO 航天器的三分之一（Gombosi 等人，2017 年）。大约在同一时间，范艾伦和他的团队对地球辐射带的根本性发现（Van Allen and Frank，1959 及其中的参考文献）表明了太空环境对航天器和宇航员来说有多么恶劣，以及我们对此知之甚少。在太空时代的推动下，积极的太空实验蓬勃发展，其目标是 (1) 探测基本的等离子体物理现象，(2) 阐明磁层和电离层物理的某些方面，以及 (3) 了解如何控制环境对太空资产的影响。炸弹、光束、加热器、释放、化学倾倒、等离子体羽流、系绳、天线、电压都是跨越数十年研究的积极实验的例子。六十年后，美国的积极太空实验计划发生了巨大变化。太空实验的数量急剧下降，取而代之的是研究强力发射器（如高频主动极光研究计划 (HAARP) 和阿雷西博的设施）引起的电离层加热和变化的地面实验。这种下降可以归因于几个原因，总结起来包括“唾手可得的果实”已经被收获，今天人们对太空环境有了更多的了解，太空飞行变得更加官僚化和风险规避，以及预算压力（Delzanno 和 Borovsky，2018 年）。然而，有许多理由对太空主动实验的未来感到乐观。新的科学和国家安全驱动因素要求进行新的主动太空实验。一个例子涉及磁层-电离层耦合，其中高功率电子束可用于磁场线测绘，并将遥远磁层中发生的现象与其在电离层中的图像联系起来（国家研究委员会，2012 年）。另一个例子涉及辐射带修复，通过在太空中注入电磁等离子体波，可以大大减少高空核爆炸产生的人造辐射带的通量，从而保护关键的太空资产。此外，还有新的成熟技术（超材料、致密相对论
ASEN 5335 航空航天环境：教学大纲
近地空间环境从地球表面一直延伸到弓形激波，弓形激波是磁层的外边界。在这个环境中，有不同的重叠区域：由中性分子和原子组成的大气层；电离层，大气中的气体被电离；等离子层，气体完全电离并被困在地球磁场中；以及辐射带，其中包含高能电子和质子。这些区域受到地球磁场的影响，而这种磁场占主导地位的区域称为磁层。磁层内有不同种类的粒子、不同的电流以及各种复杂的等离子体和电磁波。此外，环境中还包含我们太阳系中的尘埃和流星体，以及我们直接负责的航天器和轨道碎片。
开发卫星异常分析和归因的综合应用程序
为了满足我们技术社会的需求，近地空间的卫星数量正在迅速增加。这些卫星预计将在受到强烈粒子辐射的轰击时持续运行，这些辐射可能会损坏电子元件，导致暂时故障、性能下降或整个系统/任务失败。我们尽一切努力设计能够承受恶劣环境的卫星，但在轨道上仍然会出现问题。当出现问题时，有必要找出原因，以便采取适当的措施保护资产并恢复正常运行。然而，诊断与空间天气相关的异常具有挑战性，因为它需要广泛的环境信息、工程知识和专业知识。我们的目标是通过提供将所有必要组件整合在一起并简化最终用户的分析过程的工具来实现有效的异常分析和归因。在这里，我们讨论了我们为构建全面的卫星异常归因工具所做的努力。我们介绍了一些正在进行的项目，包括开发高能电子辐射带模型 (SHELLS)、卫星充电评估工具 (SatCAT) 和太阳质子访问模型 (SPAM)。 SHELLS 电子辐射带模型使用神经网络来绘制从低空到高空填充内磁层的实时高能电子通量。一旦建立了映射，就可以仅使用近乎实时的 POES/MetOp 数据来指定过去和未来的高能电子通量。SatCAT 工具是一个在线系统，允许用户创建在轨卫星当前和历史内部充电水平的时间线，以便与异常时间进行比较。该工具是可配置的，允许用户生成和查看其卫星的内部充电水平以及设计参数，例如屏蔽厚度和材料。最后，太阳质子接入模型 (SPAM) 使用低空 POES/MetOp 测量来绘制整个磁层的太阳质子通量。
METCALF奖摘要论文
Spyros Kasapis在希腊塞萨洛尼基出生和长大。他17岁时移居美国，并在伍斯特理工学院完成了航空工程学士和硕士学位，他专注于控制和自动驾驶飞机路径计划。他搬到了安阿伯（Ann Arbor），获得了海军建筑和海洋工程学的第二大硕士学位，以及他的博士学位，该学位专注于视觉识别的机器学习应用。他曾在NASA Goddard太空飞行中心担任实习生，在那里他使用SDO卫星数据帮助了Van Allen辐射带的特征，同时还是NASA JPL 2022 Planetary Science Science Summer Schoom Schoom School Cohort的成员，在那里他从事Gelatto小星际小行星小行星小行星样本返回任务建议。他目前是NASA AMES研究中心的博士后研究员。他的研究兴趣包括使用机器学习来检测太阳能区域的出现和SEP预测。
索引 太空中的第一个晶体管
晶体管技术于 1947 年在贝尔实验室发明，并于 1948 年 6 月公开发布，注定要成为早期太空飞行的基本支持组件。晶体管的关键性能特征包括极低功耗、坚固耐用、重量轻和使用寿命长，与太空飞行要求非常匹配，并支持了整个 20 世纪 50 年代至 70 年代航天器和导弹技术的快速发展。这种非凡技术组合的一个历史性例子是 1958 年 1 月成功发射了第一颗美国卫星“探险者 1 号”，它仅使用晶体管电子设备（没有真空管），并且表现超出预期，测量了辐射水平并返回了由此产生的科学数据，这为发现范艾伦辐射带奠定了基础。晶体管博物馆很高兴开设这个新部分，重点介绍晶体管技术对早期航天器和导弹的历史贡献。我们很快就会扩展此部分，所以请经常回来查看。
空间辐射分析实验（ESRA）
空间辐射分析实验 (ESRA) 是洛斯阿拉莫斯国家实验室建造的最新演示和验证任务，重点是测试下一代等离子体和高能粒子传感器。ESRA 有效载荷的主要动机是尽量减少尺寸、重量、功率和成本，同时仍提供必要的任务数据。ESRA 将通过测试和在轨操作来展示这些新仪器，以提高其技术就绪水平，从而支持技术和任务目标的发展。该项目将利用商用现成的 CubeSat 总线以及商用卫星地面网络来降低与传统 DemVal 任务相关的成本和时间表。该系统将与国防部空间测试计划共乘发射，插入地球同步转移轨道，并允许观测地球辐射带。 ESRA 任务由两个科学有效载荷和多个子系统组成：宽视场等离子体光谱仪、高能带电粒子望远镜、高压电源、有效载荷处理器、飞行软件架构和分布式处理器模块。ESRA CubeSat 将测量 GTO 环境中的等离子体和高能带电粒子群，其中离子的能量范围从 ~100 eV 到 ~1000 MeV，电子的能量范围从 100 keV 到 20 MeV。