一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法技术

一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法，涉及深空探测技术领域；包括如下步骤：步骤一、将防护盾折叠后放入登月舱中的航天员睡眠舱中；步骤二、当航天员出舱在月球表面执行任务时，将防护盾从睡眠舱取下随身携带；步骤三、当航天员接收到地面站传来的辐射预警后；并根据辐射预警内容，判断是否打开防护盾对自身进行遮蔽防辐射处理；同时判断是否继续执行任务；步骤四、航天员实现自身辐射防护的同时，完成任务；本发明专利技术实现了航天员在月面出舱活动时进行便捷有效的应急防护，同时也可兼顾任务期内其他时段的辐射防护。

A Radiation Protection Method for Manned Lunar Landing Based on Assembled Shield

【技术实现步骤摘要】
一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法
本专利技术涉及一种深空探测
，特别是一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法。
技术介绍
传统的载人登月任务成败最关键的要素为航天员的安全，其中空间粒子辐射损伤效应是威胁航天员安全和健康的重要因素。航天员在轨期间，一旦脱离地球空间(大气层、磁场)的保护，将持续遭遇不同能量和强度的空间粒子辐射的轰击，从而产生辐射损伤风险。航天员在轨时可能遭遇的空间辐射源主要包括银河宇宙线、突发性太阳能量粒子、地球辐射带捕获质子和捕获电子等。其中银河宇宙线是航天员在轨会持续遭遇的环境；地球辐射带粒子主要影响航天员奔月和返回地面时穿越地球辐射带的阶段；太阳能量粒子属于短期突发情况，会在有太阳质子事件时影响航天员。上述辐射源中，银河宇宙线和地球辐射带的辐射环境属于长期或明确的环境，而太阳能量粒子具有突发、短时、大剂量的特点。航天员出舱活动时，离开了登月舱本体这个有效的防护结构，同等情况下将会受到更严重的空间粒子辐射的影响。尤其是如果遭遇极端太阳粒子事件且未做有效的防护措施，短时间(数小时)内可能就会产生对航天员产生致命的剂量，是航天员月面活动极大的辐射风险。必须采取专门的应急辐射防护措施。基于阿波罗计划和其他载人登月技术研究的需求，国内外针对航天员辐射暴露剂量限值、航天服的辐射防护设计、登月舱辐射防护设计等开展了大量工作。但对于航天员出舱活动时极端事件的应急防护，目前主要依靠屏蔽厚度较低的航天服、缩短出舱时间等手段实现防护目的。对于未来的载人登月任务而言，出舱活动的时间需求、安全需求等均会进一步提高，目前的设计手段存在无法满足的可能。专利技术内容本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法，实现了航天员在月面出舱活动时进行便捷有效的应急防护，同时也可兼顾任务期内其他时段的辐射防护。本专利技术的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法，包括如下步骤：步骤一、将防护盾折叠后放入登月舱中的航天员睡眠舱中；步骤二、当航天员出舱在月球表面执行任务时，将防护盾从睡眠舱取下随身携带；步骤三、当航天员接收到地面站传来的辐射预警后；并根据辐射预警内容，判断是否打开防护盾对自身进行遮蔽防辐射处理；同时判断是否继续执行任务；步骤四、航天员实现自身辐射防护的同时，完成任务。在上述的一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法，所述的步骤一中，睡眠舱的底壁上设置有安装槽，实现将防护盾安放在睡眠舱的安装槽内。在上述的一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法，所述的步骤一中，防护盾张开状态为矩形垫状结构；长度为1.7-1.8m；宽度为0.7-1.2m；厚度为3-12cm。在上述的一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法，所述的步骤一中，防护盾采用混合材料，包括聚乙烯和硼；聚乙烯占总质量的比例为64％-80％；硼占总质量的比例为20％-36％。在上述的一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法，所述的步骤一中，防护盾采用卷曲方式或对折方式进行折叠；当采用卷曲方式折叠时，折叠后的防护盾为柱形结构；直径为25.4-50cm；轴向长度为0.7-1.2m；当采用对折方式折叠时，折叠后的防护盾为长方体结构；长度为0.57-0.9m；宽度为0.23-0.4m；厚度为0.27-0.48m。在上述的一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法，当采用对折方式折叠时，相邻折叠层的缝隙间距小于防护盾厚度的在上述的一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法，所述的步骤三中，地面站传来的辐射预警内容包括：正常辐射预警、轻量级辐射预警和严重辐射预警。在上述的一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法，所述的步骤三中，地面站发射辐射预警内容的预警参数包括：航天员执行任务的剩余时间t1、航天员从执行任务点返回登月舱的时间t2和突发太阳粒子产生的辐射率λ；当0≤(t1+t2)·λ≤8mSv时，地面站发出正常辐射预警；当8mSv＜(t1+t2)·λ≤83mSv时，地面站发出轻量级辐射预警；当83mSv＜(t1+t2)·λ时，地面站发出严重辐射预警。在上述的一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法，当航天员接收到正常辐射预警时，航天员不打开防护盾，并继续执行任务；当航天员接收到轻量级辐射预警时，航天员打开防护盾，并继续执行任务；完成任务后，返回登月舱；当航天员接收到严重辐射预警时，航天员打开防护盾，停止执行任务，立即返回登月舱；待接收到正常辐射预警时，返回月球表面继续执行任务。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：(1)本专利技术设计一种嵌装在航天员睡眠舱内的可折叠式防护盾，在航天员出舱活动时从睡眠舱的嵌入装置中取出防护盾，卷曲折叠后随身携带，辐射防护装置具备优异的便携性；(2)本专利技术中航天员在出行期间遇紧急辐射事件时，由地面向航天员发送紧急预警信号，航天员接收预警，可随时将防护盾展开作为辐射防护装置，防护方法的应急适用性强。附图说明图1为本专利技术登月辐射防护流程图；图2为本专利技术防护盾和睡眠舱结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述：本专利技术提供一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法，当航天员在月面出舱活动时进行便捷有效的应急防护，同时也可兼顾航天员任务期内其他时段的辐射防护，则可较为优化的为航天员提供更大范围、更长时间、更为安全的出舱探测机会。如图1所示为登月辐射防护流程图，由图可知，一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法，设计一种嵌装在航天员睡眠舱内的可折叠式防护盾；在航天员出舱活动时从睡眠舱2的嵌入装置中取出防护盾1，卷曲折叠后随身携带；出行期间遇紧急辐射事件时，由地面向航天员发送紧急预警信号，航天员接收预警；航天员经判断需要开展进一步防护措施后，将防护盾1展开作为辐射防护装置，实现防护目的；依据辐射情况，决策在防护盾1的保护下回到登月舱，或是在短时避险后继续开展月面执行任务；航天员返回登月舱后，将防护盾1放置回睡眠舱嵌装结构中，必要时在登月舱内使用。具体包括如下步骤：步骤一、如图2所示为防护盾和睡眠舱结构示意图，由图可知，将防护盾1折叠后放入登月舱中的航天员睡眠舱2中；睡眠舱2的底壁上设置有安装槽，实现将防护盾1安放在睡眠舱2的安装槽内。防护盾1张开状态为矩形垫状结构；长度为1.7-1.8m；宽度为0.7-1.2m；厚度为3-12cm。防护盾1采用混合材料，包括聚乙烯和硼；聚乙烯占总质量的比例为64％-80％；硼占总质量的比例为20％-36％。在相同的重量条件下，能达到更好的防护效果的材料。从材料辐射屏蔽效果而言，入射粒子在屏蔽材料中的电离能量损失越小越好，而核相互作用的概率越大越好。防护盾1采用卷曲方式或对折方式进行折叠；当采用卷曲方式折叠时，折叠后的防护盾1为柱形结构；直径为25.4-50cm；轴向长度为0.7-1.2m；当采用对折方式折叠时，折叠后的防护盾1为长方体结构；长度为0.57-0.9m；宽度为0.23-0.4m；厚度为0.27-0.48m。当采用对折方式折叠时，相邻折叠层的缝隙间距小于防护盾1厚度的防护盾1的主要组成部分包括一块矩形的、与人体尺寸相当的可卷曲易折叠的辐射防护材料，登月舱内有接口的辅助部件包括睡眠舱2、睡眠舱2安装槽结构、自动卷曲装置、便携外带包等。步骤二、当航天员出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、将防护盾(1)折叠后放入登月舱中的航天员睡眠舱(2)中；步骤二、当航天员出舱在月球表面执行任务时，将防护盾(1)从睡眠舱(2)取下随身携带；步骤三、当航天员接收到地面站传来的辐射预警后；并根据辐射预警内容，判断是否打开防护盾(1)对自身进行遮蔽防辐射处理；同时判断是否继续执行任务；步骤四、航天员实现自身辐射防护的同时，完成任务。

【技术特征摘要】
1.一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、将防护盾(1)折叠后放入登月舱中的航天员睡眠舱(2)中；步骤二、当航天员出舱在月球表面执行任务时，将防护盾(1)从睡眠舱(2)取下随身携带；步骤三、当航天员接收到地面站传来的辐射预警后；并根据辐射预警内容，判断是否打开防护盾(1)对自身进行遮蔽防辐射处理；同时判断是否继续执行任务；步骤四、航天员实现自身辐射防护的同时，完成任务。2.根据权利要求1所述的一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法，其特征在于：所述的步骤一中，睡眠舱(2)的底壁上设置有安装槽，实现将防护盾(1)安放在睡眠舱(2)的安装槽内。3.根据权利要求2所述的一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法，其特征在于：所述的步骤一中，防护盾(1)张开状态为矩形垫状结构；长度为1.7-1.8m；宽度为0.7-1.2m；厚度为3-12cm。4.根据权利要求3所述的一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法，其特征在于：所述的步骤一中，防护盾(1)采用混合材料，包括聚乙烯和硼；聚乙烯占总质量的比例为64％-80％；硼占总质量的比例为20％-36％。5.根据权利要求4所述的一种基于组装盾的载人登月辐射防护方法，其特征在于：所述的步骤一中，防护盾(1)采用卷曲方式或对折方式进行折叠；当采用卷曲方式折叠时，折叠后的防护盾(1)为柱形结构；直径为25.4-50cm；轴向长度为0.7-1.2m；当采用对...

【专利技术属性】
技术研发人员：张弘，马继楠，郭璠，呼延奇，郑玉展，王颖，盛丽艳，蔡震波，杜宇，贾晓宇，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京,11