太阳质子事件长期预报模型研究

【摘要】： 太阳质子事件威胁着地球磁层和上大气层外的宇航飞行器的安全,使卫星上的电子元器件失效,还会对宇航员造成伤害,严重影响着人类的航天活动。预测一定时期内太阳质子的通量,对质子事件进行长期预报,对航天器的抗辐射加固设计有重要的指导意义。本文综述了目前国内外对质子事件的认识,就太阳质子事件的发生机制、传播过程和造成的恶劣空间辐射环境以及对航天器的危害进行了讨论,分析总结了太阳质子事件预报的研究进展。 本文采用1964至2007年四个太阳活动周的太阳质子观测数据,分别来自IMP系列卫星和GOES系列卫星,对太阳质子事件频次、通量分布特征以及与太阳活动长期活动水平的相关性进行了统计分析。在统计结果基础上,本文建立了一个针对1MeV、10MeV、30MeV和60MeV太阳质子通量的新模型,计算不同航天任务期在不同太阳活动水平下可能遭遇的太阳质子通量概率,可以得到某种置信度下的质子通量,以及相应任务期内的质子能谱,从而对质子事件进行长期预报。新模型与目前航天工程中常用的JPL模型相比较,针对太阳活动的高、中、低年,引入了太阳活动性对质子事件发生概率的影响因素,能够评估不同太阳活动水平下的质子通量,更符合质子事件的分布特征。