GB/Z 44002-2024 空间环境 太阳能量质子注量和峰值通量的确定方法

ICS49020

CCSV.06

中华人民共和国国家标准化指导性技术文件

GB/Z44002—2024

空间环境太阳能量质子注量和

峰值通量的确定方法

Spaceenvironment—Methodofthesolarenergeticprotonsfluencesand

peakfluxesdetermination

ISO/TR181472014Saceenvironmentnaturalandartificial—Method

[:,p()

ofthesolarenereticrotonsfluencesandeakfluxesdeterminationMOD

gpp,]

2024-04-25发布2024-04-25实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/Z44002—2024

目次

前言

…………………………Ⅲ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

缩略语

4……………………2

事件分类

5SPE……………3

主要原理

6…………………3

计算方法

7…………………4

基础表格

8…………………4

附录资料性结构编号对照一览表

A()…………………9

附录资料性本文件与差异及其原因

B()ISO/TR18147:2014……10

附录资料性主要方法原理

C()…………11

附录资料性模型与实验数据的比较

D()………………17

参考文献

……………………21

Ⅰ

GB/Z44002—2024

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件修改采用空间环境自然与人工太阳能量质子注量和峰值通量的

ISO/TR18147:2014《()

确定方法

》。

本文件与相比在结构上有较多调整两个文件之间的结构编号变化对照一

ISO/TR18147:2014,。

览表见附录

A。

本文件与相比存在较多技术差异在所涉及的条款的外侧页边空白位置用

ISO/TR18147:2014,,

垂直单线进行了标示这些技术差异及其原因一览表见附录

(︱)。B。

本文件做了下列编辑性改动

:

为与我国技术标准体系一致将本文件名称改为空间环境太阳能量质子注量和峰值通量的

———,《

确定方法

》;

增加了公式中变量的解释

———;

调整了参考文献

———。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由中国科学院提出

。

本文件由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会归口

(SAC/TC425)。

本文件起草单位北京卫星环境工程研究所哈尔滨工业大学北京天工科仪空间技术有限公司

:、、、

湘潭大学哈尔滨工业大学深圳北京空间飞行器总体设计部中国科学院国家空间科学中心中国地

、()、、、

震局地球物理研究所西安交通大学中国航天标准化研究所中国空间技术研究院

、、、。

本文件主要起草人沈自才欧阳晓平李兴冀邱震钰呼延奇季启政冒鑫王月冯学尚焦立果

:、、、、、、、、、、

王馨悦左平兵路子威应涛李昌宏许冬彦孙威刘薇

、、、、、、、。

Ⅲ

GB/Z44002—2024

空间环境太阳能量质子注量和

峰值通量的确定方法

1范围

本文件给出了不同太阳活动情况下磁层外地球空间航天器在轨运行期间太阳能量质子注量和峰值

通量的微分能谱能量范围为3如果考虑随日心距的变化该方法适用于确定整个

,0.1MeV~10MeV。,

日球层的太阳能量质子的注量和峰值通量当考虑地磁屏蔽效应后该方法适用于计算近地轨道航天

。,

器和载人空间站轨道的太阳能量质子注量和峰值通量

。

本文件适用于计算对材料电子元器件和生物体有重要影响的太阳能量质子出现的概率

、。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

航天器空间环境术语

GB/T32452—2015

银河宇宙线模型

GB/T37834

3术语和定义

和界定的以及下列术语和定义适用于本文件

GB/T32452—2015GB/T37834。

31

.

太阳黑子数sunspotnumber

沃尔夫数wolfnumber

w

表示太阳黑子活动程度的一种指数

。

注wkgf其中g为太阳黑子群的数目f为可见日面上的黑子总数k为系数

:=(10×+),,,,。

32

.

太阳能量粒子solarenergeticparticlesSEP

;

太阳宇宙射线

solarcosmicrays

从太阳发出的高能粒子

。

33

.

太阳质子事件solarprotonevent

太阳活动爆发时地球同步轨道以上质子流量达到的事件

10MeV10pfu。

来源

[:GB/T32452—2015,]

34

.

太阳活动solaractivity

太阳上一切活动现象的总称

。

注主要有太阳黑子光斑谱斑耀斑日珥和日冕瞬变事件等

:、、、、。

1

GB/Z44002—2024

35

.

太阳活动水平solaractivitylevel

w

<>

利用个月平滑的月太阳黑子数

13。

36

.

太阳活动状态solaractivitycondition

wi

∑<>

用任务期间月平滑黑子总数来描述太阳活动状态

。

37

.

任务参数missionparameter

n

<>

在任务期内质子能量注量大于5-2的平均事件数

,≥30MeV、10cmSEP。

38

.

粒子峰值通量particlepeakflux

任务期间给定观测方向上单位时间单位面积单位立体角内的最大粒子数

。

注单位为每平方厘米球面度秒2-1

:[(cm·sr·s)]。

39

.

质子注量微分能谱differentialprotonfluenceenergyspectrum

任务期内质子注量的微分能量分布

。

注单位为每平方厘米兆电子伏2-1

:[(cm·MeV)]。

310

.

粒子注量积分能谱integralparticlefluenceenergyspectrum

粒子注量的积分能量分布

。

注单位为每平方厘米-2

:(cm)。

311

.

粒子峰值通量微分能谱differentialparticlepeakfluxenergyspectrum

任务期间粒子峰值通量的微分能量分布

。

注单位为每平方厘米球面度秒兆电子伏2-1

:[(cm·sr·s·MeV)]。

312

.

质子峰值通量积分能谱integralprotonpeakfluxenergyspectrum

任务期间质子峰值通量的积分能量分布

。

注单位为每平方厘米球面度秒2-1

:[(cm·sr·s)]。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件

。

太阳活动

SA:(solaractivity)

太阳宇宙射线

SCR:(solarcosmicrays)

太阳能量粒子

SEP:(solarenergeticparticles)

太阳质子事件

SPE:(solarprotonevent)

2

GB/Z44002—2024

5SPE事件分类

一定注量和或峰值通量的事件发生概率是指超过某一给定注量和或通量的概率P通

/SEP/()。

常可根据时间的通量注量或峰值通量将事件分为以下几类

,SEP(),SPE。

小通量事件注量或峰值通量超过概率的通量或者置信度为的通量可用表示

a)():0.9,0.1,S。

平均通量事件注量或峰值通量发生概率为的通量或者置信度为可用表示

b)():0.5,0.5,M。

大通量事件注量或峰值通量发生概率超过或者置信度为的通量可用表示

c)():0.10.9,L。

极端通量事件注量或峰值通量概率超过或者置信度为的通量可用表示

d)():0.010.99,E。

最劣通量事件注量或峰值通量置信度为或者概率超过的通量可用表示

e)():0.9990.001,W。

6主要原理

61本文件给出了在一定太阳活动条件下任务期T内在指定概率P条件下注量或峰值通量的

.,,SEP

确定方法

。

62地球磁层外通量的角分布认为是各项同性的

.SEP。

m

63太阳活动状态用黑子数的平滑月均值之和沃尔夫数wi来描述m是月数每个任务期

.()i=<。,

∑1

T内第i月的太阳活动水平为wi

<>。

64任务参数n由公式确定

.<>(1):

m

-

n.2wi

=××…………()

<>13510∑i<>1

式中

:

m月数

———。

n是任务期内发生的质子能量E注量F6-2的平均数

<>/2≥30MeV、≥10cmSEP。

65太阳高能质子E的注量分布函数可由公式来描述

.(≥30MeV)(2):

-γ

ψF=C×FFF

(≥)/exp(/0)…………(2)

式中

:

ψ能量大于或等于注量大于或等于F的太阳质子事件发生的概率

———30MeV,;

F注量单位为每平方厘米-2

———,(cm);

C系数无量纲取值为

———,,28.7;

γ系数无量纲取值为

———,,0.32;

F初始粒子注量F9单位为每平方厘米-2

0———,0=8×10,(cm)。

66给定任务期内能量为E注量为F峰值通量为f的粒子微分能谱分布为幂函数如公式

.,、、,(3)

所示

:

ΦEE=CE-γE

()dd…………(3)

式中

:

Φ能谱即质子注量或通量随能量的变化单位为每平方厘米兆电子伏2-1

———,,(cm·MeV);

E质子能量单位为兆电子伏

———,(MeV);

C系数无量纲取值为

———,,28.7;

γ系数无量纲取值为

———,,0.32。

对质子通量需要考虑以下能谱参数

,。

3

GB/Z44002—2024

E为能谱范围的中心

a)k。

DE能谱系数变化范围为γγ时的能量范围即EEDEEEDE

b)k1~2,min=k/k~max=k×k。

D为能量为E时的质子微分注量或峰值通量

c)k()。

当EEDE能谱系数为γ

d)<k/k,1。

当EEDE能谱系数为γ

e)>k×k,2。

当EEEγ可由公式计算

f)min≤≤max,(4):

γ=γ+γ+γ-γ×S

(12)/2(12)/2…………(4)

式中S由公式计算

(5):

S=E-EE-E

sin[π·(log()log(k)]/[log(max)log(min)]………………(5)

式中

:

S系数无量纲

———,;

E质子能量单位为兆电子伏

———,(MeV);

E能谱范围的中心单位为兆电子伏

k———