高能电子:这个“杀手”有点冷

高能电子主要通过内部充放电对卫星造成危害。当空间中高能电子流量密度显著增强，就会发生“高能电子爆”。这种电荷沉积通常可以持续数天。当卫星内部材料的充电率高于它的泄露率时，就会发生电荷的积累进而产生不同于周围的电位。电位高到一定程度时，只要存在某种诱导因素就会导致静电放电。

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高能量子模拟图(来自《中国航天报》)

放电发生在卫星电子线路机匣内部时，产生的电磁脉冲可能直接耦合进电子线路产生信号干扰。静电放电还可能造成卫星某些部件的损坏，最终导致卫星完全失效，带来严重的经济损失和社会影响。

在人类航天史上，高能电子引起的内部充放电效应导致卫星故障的事例很多。其中，1998年5月19日，美国Galaxy—4通讯卫星姿态控制系统及其备份系统失灵，导致卫星完全报废，使大约4500万人的传呼业务中断，经济损失约$250,000,000。

高能电子导致卫星内部充放电示意图(来自《中国航天报》)

美国地球物理数据中心对1989年3月7至31日期间卫星异常统计分析表明，期间共发生卫星异常46例，其中35例最终归于高能电子引起的卫星内部充放电。

由此可见，高能电子导致的内部充放电对卫星安全构成了极大的威胁，正因如此，高能电子被冠以“卫星杀手”的称呼。

目前，人类对高能电子暴的特征已经有了一定认识。比如，高能电子暴与太阳活动有关，因为在高能电子暴发生前，太阳风速度均有明显的增长。

高能电子暴事件还与地球的磁场变化密切相关。而且发生高能电子暴的概率与太阳活动周期相关。

总之，触发高能电子暴事件的原因和物理机制都很复杂，目前取得的研究成果还远远不足以完全认识高能电子暴并实现业务预报。