火星載人探測(cè)中輻射防護(hù)綜述

薛玉雄，馬亞莉，楊生勝，張洪鵬，田 愷，高 欣

（蘭州物理研究所 真空低溫技術(shù)與物理國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730000）

0 引言

火星是除了地球以外人類了解最多的行星。人類探測(cè)火星的歷史業(yè)已長(zhǎng)久，幾乎在人類剛剛有能力掙脫地球引力飛向太空的時(shí)候，第一個(gè)火星探測(cè)器（1960年10月10日蘇聯(lián)發(fā)射）就開始了它的旅程[1-2]?；鹦翘綔y(cè)技術(shù)復(fù)雜，難度大，發(fā)展道路極不平坦。在過去數(shù)十年中，美國(guó)、俄羅斯、歐洲及日本進(jìn)行了39次火星探測(cè)任務(wù)[3-5]，其中成功或部分成功的有18次，美國(guó)成功了13次。在14次火星著陸任務(wù)中，圓滿完成或部分完成任務(wù)的僅有6次。目前，人類已采用3種方式實(shí)現(xiàn)火星探測(cè)：掠過火星觀測(cè)，環(huán)繞火星探測(cè)，在火星著陸進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)。

世界航天大國(guó)都非常重視火星探測(cè)，美國(guó)、歐空局、俄羅斯等對(duì)火星的探測(cè)已提出長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃[6-16]。美國(guó)積極推進(jìn)“空間探索新構(gòu)想”，計(jì)劃每?jī)赡觊_展一次火星探測(cè)任務(wù)。2011年美國(guó)計(jì)劃發(fā)射的 “火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室”（MSL）火星車將采用新型精確著陸技術(shù)，進(jìn)行火星生物學(xué)研究。NASA還提出了火星飛機(jī)、火星氣球等新的火星任務(wù)概念。歐洲“曙光”計(jì)劃的核心內(nèi)容就是火星探測(cè)，其旗艦任務(wù)“生物火星”（ExoMars）火星車正在進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，計(jì)劃2013年發(fā)射，2014年完成載人飛行任務(wù)技術(shù)論證，2030～2040年實(shí)現(xiàn)載人登陸火星。2006年4月，俄羅斯“能源”火箭航天集團(tuán)公布了《俄羅斯未來(lái)25年載人航天發(fā)展計(jì)劃方案》，提出在2020～2030年向火星發(fā)射載人飛船[17]。

在火星探測(cè)過程中，飛船穿越地球磁層后在星際空間至少要飛行7個(gè)多月[18]才能到達(dá)火星軌道；航天員登陸火星表面后將在那里工作數(shù)周或半年左右，之后返回地球。因此，在載人火星探測(cè)中，航天員在空間輻射環(huán)境中暴露至少 2年左右。必須采取適當(dāng)?shù)拇胧┍M可能減小航天員所受的輻射危害。雖然可以居住在特殊建造的艙內(nèi)，但這種危害仍不能完全防止。與地球大氣約等于10 m深的水屏蔽效果相比較而言，載人探測(cè)器外殼的屏蔽厚度僅為1～30 cm，與地球大氣屏蔽厚度相差甚遠(yuǎn)，因此，航天員長(zhǎng)期暴露在空間輻射環(huán)境中致癌死亡率相當(dāng)大[19]。迄今為止，航天員在空間飛行的時(shí)間一般不超過2周，僅有俄羅斯的幾名航天員飛行時(shí)間超過了一年。雖然接受的輻射超過了俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)中制訂的致癌風(fēng)險(xiǎn)量值[19]，但還是比美國(guó)輻射保護(hù)和測(cè)量委員會(huì)（National Council on Radiation Protection and Measurement,NCRPM）所推薦的航天員一生容許的接受劑量水平限制要小。而火星探測(cè)軌道已脫離了地球磁場(chǎng)保護(hù)，進(jìn)入星際空間，航天員在火星表面活動(dòng)時(shí)，遭遇高能太陽(yáng)粒子事件的概率相對(duì)更大，可導(dǎo)致航天員發(fā)生急性輻射效應(yīng)。無(wú)疑，帶電粒子輻射是火星載人航天活動(dòng)公認(rèn)的棘手問題。

1 火星探測(cè)輻射環(huán)境

1.1 帶電粒子輻射環(huán)境

載人火星探測(cè)的典型過程如圖1所示[18]。首先將火星探測(cè)器各組件發(fā)射到近地軌道，并將其裝配成一個(gè)綜合系統(tǒng)。之后，將航天員組成的機(jī)組送往火星探測(cè)器?；鹦翘綔y(cè)器在近地軌道上運(yùn)行一段時(shí)間，在獲得必需的加速度后，脫離地球軌道飛往火星。當(dāng)火星探測(cè)器進(jìn)入火星軌道后進(jìn)行制動(dòng)，最終分離出載有航天員的起飛著陸器。航天員在搭乘起飛著陸器登陸火星以后，在火星表面工作數(shù)周，再返回位于近火星軌道上的火星探測(cè)器。在返回地球前，火星探測(cè)器進(jìn)入日心軌道，兩次橫穿水星軌道，追逐地球；之后打開制動(dòng)，進(jìn)入地球軌道，返回地球。

圖1 火星探測(cè)器的飛行示意圖Fig.1 Flight of Mars explorer

于是，在整個(gè)探測(cè)飛行中需要考慮的輻射環(huán)境包括：

· 飛往火星和返回地球途中的銀河宇宙射線和太陽(yáng)宇宙射線；

· 飛往火星和返回地球途中的太陽(yáng)風(fēng)和日冕拋射；

· 環(huán)火星軌道的銀河宇宙射線和太陽(yáng)宇宙射線；

· 環(huán)火星和返回地球途中的太陽(yáng)風(fēng)和日冕拋射；

· 在火星表面停留時(shí)的銀河宇宙射線和太陽(yáng)宇宙射線；

· 在火星表面停留時(shí)的太陽(yáng)風(fēng)和日冕拋射；

· 火星磁場(chǎng)。

據(jù)1977年“火星全球勘探者”飛船測(cè)量的資料顯示，火星表面磁場(chǎng)微弱，約為數(shù)十γ，因此火星磁場(chǎng)對(duì)行星際輻射的影響可以忽略不計(jì)?？茖W(xué)家認(rèn)為，對(duì)火星探測(cè)影響較大的環(huán)境因素主要來(lái)自于火星的帶電粒子輻射環(huán)境，它由銀河宇宙射線、太陽(yáng)宇宙射線、太陽(yáng)風(fēng)及日冕物質(zhì)拋射等組成。

1）銀河宇宙射線

銀河宇宙射線（GCR）是由能量極高、通量極低的帶電粒子組成，主要為質(zhì)子，其次為α粒子和重離子。星際空間典型銀河宇宙射線能譜如圖2所示[20]。

圖2 空間銀河宇宙射線能譜Fig.2 Free space GCR environment

2）太陽(yáng)宇宙射線

太陽(yáng)宇宙射線（SCR）中高能部分主要是來(lái)自太陽(yáng)耀斑爆發(fā)期間從太陽(yáng)表面的活動(dòng)區(qū)噴射出來(lái)的高能質(zhì)子，低能部分可能產(chǎn)生于行星際激波。太陽(yáng)宇宙射線與太陽(yáng)活動(dòng)密切相關(guān)，其主要成分是質(zhì)子，其次是α粒子，此外還包括重離子（主要是碳、氮和氧離子）。典型的 3次太陽(yáng)質(zhì)子事件（solar particle event，簡(jiǎn)稱SPE）質(zhì)子能譜如圖3 所示[21]。

圖3 典型的3次太陽(yáng)質(zhì)子事件質(zhì)子能譜Fig.3 Proton spectra for three historic large solar particle events

3）太陽(yáng)風(fēng)[22]

太陽(yáng)風(fēng)是從日面上不斷噴射的等離子體流，主要成分由高通量、低能的電子和質(zhì)子組成（約占95%），此外α粒子約占 4.8%，其他重離子約占0.2%。

4）太陽(yáng)日冕物質(zhì)拋射

從太陽(yáng)向外拋射物質(zhì)主要為等離子體，拋射速度高達(dá)2 000 km/s，拋射質(zhì)量達(dá)109～1010t，這些高溫等離子體流被拋向行星際空間。在空間一次典型日冕物質(zhì)拋射事件中產(chǎn)生的高能帶電粒子足以使衛(wèi)星上的電子設(shè)備損壞。

1.2 火星表面中子輻射環(huán)境

美國(guó)R.K.Tripathi利用NASA的空間粒子輻射傳輸軟件 HZETRN，計(jì)算了在太陽(yáng)活動(dòng)極大和極小年火星表面GCR粒子能譜[23]，該能譜如圖4所示。

比較火星表面粒子與星際空間粒子能譜（圖4和圖2），可以看出火星表面低能中子的通量密度很高，比低能質(zhì)子和α粒子的通量密度明顯高兩個(gè)數(shù)量級(jí)，這主要是由于帶電粒子與火星大氣層及土壤相互作用的結(jié)果。但高能區(qū)中子通量密度變化不大，其余重粒子通量密度變化很小。

圖4 火星表面GCR產(chǎn)生的粒子能譜Fig.4 Martian surface environment due to GCR

美國(guó)M.S.Clowdsley等人利用NASA的空間粒子輻射傳輸軟件HZETRN和Monte Carlo方法，計(jì)算了火星表面的中子能譜，如圖5所示[24]。

從圖5中可以看出，在GCR和SPE的背景下有一定數(shù)量的低能中子，說明帶電粒子與火星土壤和大氣層相互作用也會(huì)產(chǎn)生低能中子。

圖5 火星表面的中子環(huán)境Fig.5 Neutron environment on the Martian surface

2 輻射探測(cè)結(jié)果分析

NASA的“奧德賽號(hào)”火星探測(cè)器（Mars Odyssey）攜帶的探測(cè)裝置MARIE（Martian Radiation Environment Experiment），對(duì)火星軌道輻射環(huán)境進(jìn)行了為期20個(gè)月的探測(cè)，獲得了大量數(shù)據(jù)和圖片，部分測(cè)量結(jié)果[25-26]如表1所示。MARIE探測(cè)到12次SPEs。其中2003年10月26日～28日的SPE造成MARIE探測(cè)器停止工作，并對(duì)整個(gè)探測(cè)器上其他電子儀器設(shè)備也產(chǎn)生一定的影響。這說明SPE對(duì)火星探測(cè)的影響極大，在后續(xù)防護(hù)設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。

表1 MARIE測(cè)量的2002年4月～2003年4月之間GCR+SPE和GCR輻射劑量率Table 1 The dose rate measured by MARIE due to SPE and GCR during April 2002 through April 2003

美國(guó)P.Sagantia等人[27]利用MARIE探測(cè)器探測(cè)到的數(shù)據(jù)建立了火星輻射預(yù)示模型，預(yù)估火星輻射在皮膚中的等效劑量率，并與國(guó)際空間站（ISS）的輻射等效劑量率進(jìn)行比對(duì)，見圖6所示。可以看出，火星軌道的輻射環(huán)境比ISS軌道惡劣，輻射等效劑量率是ISS軌道的2倍多。

俄羅斯N.V.Kuznetsov等人[18]利用俄羅斯建立的火星輻射預(yù)示模型，預(yù)示了火星探測(cè)3年任務(wù)期內(nèi)（地球飛往火星1年，停留火星軌道或火星表面1年，火星飛往地球1年）不同鋁材料屏蔽厚度下GCR和SCR的輻射劑量。在計(jì)算中，SPE產(chǎn)生的概率按1%考慮，計(jì)算結(jié)果見表2。

圖6 火星軌道和國(guó)際空間站軌道輻射在皮膚中等效劑量率比對(duì)Fig.6 Radiation dose-equivalent at skin level： ISS orbit vs.Mars orbit

表2 在不同屏蔽厚度、太陽(yáng)極大和極小條件下火星探測(cè)3年任務(wù)期內(nèi)輻射劑量Table 2 Doses at the end of a 3-year Earth-Mars-Earth mission during solar min and solar max for different shielding (Al) thickness

從表2中可以看出，太陽(yáng)宇宙射線產(chǎn)生的輻射遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于銀河宇宙射線的輻射。采用屏蔽的方法防護(hù)GCR輻射劑量效果不大，而防護(hù)SCR輻射劑量效果比較明顯。這說明，火星探測(cè)中太陽(yáng)宇宙射線的輻射防護(hù)是基本要求，需重點(diǎn)對(duì)太陽(yáng)粒子事件的輻射進(jìn)行防護(hù)。

3 輻射屏蔽分析

3.1 火星大氣屏蔽分析

火星雖然缺乏足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)以偏轉(zhuǎn)帶電粒子，但火星大氣對(duì)深空空間輻射有防護(hù)作用，其提供的輻射防護(hù)能力取決于大氣的組成、結(jié)構(gòu)和航天員所處的高度[28]。按火星大氣由 CO2組成考慮，根據(jù)美國(guó)空間協(xié)會(huì)提出的溫暖的高密度和冷的低密度模型（表面大氣壓分別為7.8 mPa和5.9 mPa），在垂直方向的不同高度上所提供的屏蔽質(zhì)量見表 3所示[28]。

表3 垂直方向火星大氣層所提供的防護(hù)Table 3 Martian atmospheric protection in vertical direction

不同高度銀河宇宙輻射（太陽(yáng)極小年）和太陽(yáng)質(zhì)子事件下航天員皮膚和造血器官劑量計(jì)算結(jié)果見表4和表5[29]。

表4 按火星大氣模型計(jì)算的航天員皮膚劑量Table 4 Integrated skin dose equivalents for Martian atmospheric models(Data from Simonsen et al, 1990)

表 5 按火星大氣模型計(jì)算的航天員造血器官劑量Table 5 Integrated BFO dose equivalents for Martian atmospheric models(data from Simonsen et al, 1990)

從表4和表5可以看出，如果發(fā)生一次像1956年2月那樣的太陽(yáng)質(zhì)子事件，則在火星表面處航天員造血器官的年均輻射吸收劑量約為0.190～0.218 Sv/a，皮膚的年均輻射吸收劑量為0.205～0.242 Sv/a；在距火星表面12 km高度處，航天員造血器官的年均輻射吸收劑量約為0.290～0.333 Sv/a，皮膚的年均輻射吸收劑量為0.345～0.415 Sv/a。這些結(jié)果表明，火星大氣提供的防護(hù)可使皮膚和造血器官劑量維持在規(guī)定的年限值3 Sv/a和0.5 Sv/a以下[19]。如果航天員在火星停留時(shí)間為30 d，按發(fā)生一次太陽(yáng)質(zhì)子事件考慮。表4和表5數(shù)據(jù)表明，僅就1972年8月的事件而言，在距火星表面12 km高度處，航天員造血器官的劑量超過30 d規(guī)定的限值0.25 Sv，但該事件劑量隨屏蔽物質(zhì)厚度增加而迅速降低，較少的附加屏蔽厚度即可將劑量降至限值以下。歷史上3次大的太陽(yáng)質(zhì)子事件中，距火星8 km以內(nèi)產(chǎn)生的事件皮膚劑量和造血器官劑量均在30 d限值1.5 Sv和0.25 Sv以下[19]，這意味著火星大氣為航天員短時(shí)間的停留提供了良好的防護(hù)。

3.2 火星表面居住艙的屏蔽分析

假如火星表面居住艙設(shè)計(jì)為長(zhǎng) 8.2 m、直徑4.45 m的圓柱型艙，一半掩埋在地下，地上的一半用15 cm厚的火星浮土覆蓋（設(shè)火星浮土的密度為1.33 g/cm3，其質(zhì)量屏蔽厚度則為20 g/cm2）。在這樣的屏蔽防護(hù)能力下[30]，可使火星表面由于銀河宇宙射線輻射引起航天員造血器官的年均輻射吸收劑量由0.119 Sv/a降低到0.1 Sv/a，皮膚的年均輻射吸收劑量由0.132 Sv/a降低到0.11 Sv/a；1956年2月太陽(yáng)質(zhì)子事件輻射引起航天員的年輻射吸收劑量由 0.099 Sv降低到 0.063 Sv，皮膚的年輻射吸收劑量由0.11 Sv降低到0.069 Sv[31]。當(dāng)屏蔽厚度大于20 g/cm2時(shí)，輻射吸收劑量的減小不再顯著，即再增加覆蓋浮土的厚度意義不大?？偟膩?lái)看，火星浮土的防護(hù)效果不如 CO2大氣的防護(hù)效果顯著。

在火星表面居住時(shí)，主要需防護(hù)太陽(yáng)質(zhì)子事件；而當(dāng)長(zhǎng)期居住時(shí)，除防護(hù)太陽(yáng)質(zhì)子事件以外還需防護(hù)銀河宇宙射線的輻射。若在火星表面居住一年，按一年的宇宙輻射加一次1956年2月太陽(yáng)質(zhì)子事件的劑量分析，航天員造血器官劑量[32]將不超過0.218 Sv，低于美國(guó)0.5 Sv的年劑量限值[19]。同時(shí)，按 30 d飛行遭遇一次大的太陽(yáng)質(zhì)子事件，航天員造血器官最高劑量也低于0.25 Sv的30 d劑量限[19]。上述估計(jì)尚未考慮居住艙內(nèi)其他物品所提供的附加屏蔽。由此可見，航天員在火星表面一年以內(nèi)的短暫停留，利用20 cm的火星浮土可以提供銀河宇宙射線和太陽(yáng)質(zhì)子事件的適當(dāng)防護(hù)，但在選擇最佳屏蔽厚度和屏蔽策略以前，需仔細(xì)地研究考慮整個(gè)飛行方案（包括火星航天器）。

3.3 星際間飛行中輻射屏蔽分析

載人飛船在空間飛行中，電離輻射對(duì)航天員的損傷是關(guān)鍵問題。在地球輻射帶中，航天員接受的輻射劑量取決于在該區(qū)域飛行時(shí)間和所通過時(shí)的地球磁場(chǎng)狀態(tài)。對(duì)于航天員在小傾角低軌道上飛行，其輻射防護(hù)有一定的辦法和措施，同時(shí)實(shí)際探測(cè)結(jié)果表明，輻射對(duì)航天員的危害沒有想象中的嚴(yán)重。但在飛往火星約200多天的旅途中，已沒有地球磁場(chǎng)保護(hù)，航天員接受到的銀河宇宙射線和太陽(yáng)宇宙射線輻射將更加嚴(yán)重，其中，太陽(yáng)粒子事件輻射最為嚴(yán)重，所接受的輻射劑量取決于在星際飛行時(shí)間和持續(xù)時(shí)間。因而，航天員居住艙需提供足夠的輻射防護(hù)屏蔽來(lái)保障航天員安全。針對(duì)鋁結(jié)構(gòu)和聚乙烯結(jié)構(gòu)航天器計(jì)算航天員重要器官的吸收劑量，計(jì)算中假設(shè)在飛行期間遇到注量最高的 1972年8月的太陽(yáng)質(zhì)子事件，計(jì)算結(jié)果見表6[32]。

表 6 星際飛行期間遭遇到1972年8月太陽(yáng)質(zhì)子事件的預(yù)估劑量Table 6 Estimated SEP dose for long-duration stays interplanetary missions on Aug.1972

從表6中可以看出，對(duì)于薄屏蔽（≤1 g/cm2）航天服和壓力艙的預(yù)估劑量超過了1.5 Gy，達(dá)到致死劑量水平，但是5 g/cm2以上的屏蔽可使劑量顯著降低。這說明靠傳統(tǒng)的增加質(zhì)量屏蔽厚度方法可以使航天員盡量少受輻射的危害，但增加艙體質(zhì)量厚度的代價(jià)很高。假如一個(gè)圓形艙的容積為30 cm3，增加10 g/cm2的物質(zhì)屏蔽，則需增加約為5 t的飛船載荷[33]。另外，質(zhì)量屏蔽方法存在的另一個(gè)問題是初級(jí)空間輻射與屏蔽材料相互作用可產(chǎn)生次級(jí)輻射，如反沖質(zhì)子、次級(jí)中子和軔致輻射等，這些核反應(yīng)產(chǎn)物給防護(hù)增加了難度，并帶來(lái)了新的問題。因而尋找適宜的屏蔽材料是解決輻射防護(hù)問題的關(guān)鍵。國(guó)外對(duì)材料的屏蔽效能研究表明[34-35]，液態(tài)氫在理論上是最好的屏蔽材料，但實(shí)際應(yīng)用尚存在許多問題，比如，存儲(chǔ)的低溫、容器的隔熱要求以及由此帶來(lái)的安全和可靠性問題。建議的較好屏蔽物質(zhì)是水和有機(jī)材料。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文僅僅論及載人火星探測(cè)中電離總劑量的防護(hù)問題，實(shí)際環(huán)境問題還包括：太陽(yáng)風(fēng)中的低能等離子體可能會(huì)使飛船表面帶高達(dá)上千 V負(fù)電位（引起表面帶電效應(yīng)）、還會(huì)發(fā)生放電效應(yīng)；高能質(zhì)子和重離子會(huì)使飛船電子設(shè)備中的半導(dǎo)體器件發(fā)生單粒子效應(yīng)，導(dǎo)致飛船內(nèi)部的電子設(shè)備邏輯電路混亂，引起錯(cuò)誤的動(dòng)作，影響飛船的性能和功能，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使部分功能失效。因此，火星載人飛船輻射防護(hù)問題是一個(gè)尚未解決的重大課題，在火星載人飛船設(shè)計(jì)中，必須解決好以下幾個(gè)問題，才能實(shí)現(xiàn)飛往火星并對(duì)火星探測(cè)：

1）空間高能粒子輻射效應(yīng)（含材料和生物）模擬問題；

2）太陽(yáng)宇宙射線和銀河宇宙射線高能核輻射引起癌變的風(fēng)險(xiǎn)分析；

3）長(zhǎng)期的行星際空間飛行，重離子對(duì)人中樞神經(jīng)系統(tǒng)危害分析；

4）載人飛船選擇、設(shè)計(jì)與輻射環(huán)境的關(guān)系及其對(duì)航天員生存的影響等問題；

5）屏蔽材料的問題。

（References）

[1]Ley, Willy, von Braun W.The exploration of Mars[M].New York： Viking Press, 1956

[2]David S, Humansto E P.Mars fifty years of mission planning：1950-2000[G]//Monographs in aerospace history：no.21, NASA publication SP

[3]Krimigis S M.Cosmic ray observations in 1964-1965 with Mariner IV, University of Iowa Report No.67-26[R]

[4]Simonsen L C, Nealy J E, Townsend L W, et al.1990a：Radiation exposure for manned Mars surface missions,NASA TP-2979[R]

[5]Dirk H R, Guy M.Technological heritage on Mars：towards a future of terrestrial on the Martian surface[J].JBIS, 2007, 60： 42-53

[6]Cordell B M.Manned Mars mission overview, AIAA 89-2766[R].Monterey, CA, 1989-07

[7]ESA future scientific programs office.Kepler Mars orbiter [J].Science, 1985, 85(6)

[8]Goldin D S.Steps to Mars II[C]// Presentation by NASA Director at the National Academy of Sciences.Washington, D.C., 1995-07-15

[9]Stroganova L.Manned expedition to Mars： concepts and problems[C]// 8thIAA Man in Space Symposium,1989-09/10

[10]Ruymin V.Manned Mars mission： Soviet perspective[R].Lecture at the International Space University, Toulouse,France, 1991

[11]Tolyarenko N V.Manned Martian mission[R].Lecture at the International Space University, Toulouse, France, 1991

[12]NPO Energia.Manned Martian mission[R].Science-Technology Report, Moscow, 1988

[13]Legostaev V.Manned Mars mission[R].USSR Ministry of General Machinery, Scientific Industrial Corporation Energia, Scientific/Technical Report, 1991

[14]NASA’s Mars exploration program[EB/OL].http：//mars.jpl.nasa.gov

[15]Vallerani E, Perino M A.The HABEMSI Scenario： a European manned space infrastructure to support long-duration space missions, like moon bases and Mars missions[R].presented at The Space Summit, 1990-06

[16]葉培建, 鄧湘金, 彭兢.國(guó)外深空探測(cè)態(tài)勢(shì)特點(diǎn)與啟示（上）[J].航天器環(huán)境工程, 2008, 25(5)

[17]葉培建, 鄧湘金, 彭兢.國(guó)外深空探測(cè)態(tài)勢(shì)特點(diǎn)與啟示（下）[J].航天器環(huán)境工程, 2008, 25(6)

[18]Kuznetsov N V, Nymmik R A, Sobolevsky N M.Estimates of radiation effect for a spacecraft on the Earth-Mars-Earth route[J].Adv Space Res, 2002,30(4)：985-988

[19]朱文明.航天員空間活動(dòng)接受輻射劑量限值的研究[J].航天器工程, 2008,17(1)

[20]Townsend L W, Wilson J W.1985： Tables of nuclear cross sections for galactic cosmic rays_absorption cross sections, NASA RP-1134[R]

[21]Weddel J B, Haffner J W.Statistical evaluation of proton radiation from solar flares, Final Technical Report (JPL Contract 941243) [R].Downey, California,1966-05-20

[22]Neugebauer M, Snyder C W.Average properties of the solar wind as determined by mariner II[J].Journal of Geophysical Research, 1966,71： 4469-4484

[23]Tripathi R K.Mars radiation risk assessment and shielding design for long-term exposure to ionizing space radiation[R].IEEEAC paper #1291, Version 4,2007-11-23

[24]Clowdsley M S, Wilson J W, Kim M-H Y.Neutron environments on the Martian surface[C]//11thAnnual NASA Space Radiation Health Investigators’ Workshop.Arona, Italy, 2000-05-27

[25]Towns E L, Saganti P B.Radiation environment particle flux： assessment with MARIE data[C]//AIAA SPACE 2007 Conference & Exposition.Long Beach,California, 2007-09

[26]Badhwar G D.Martian radiation environment experiment(MARIE)[J].Space Science Reviews, 2004,110(1-2)：157-162

[27]Sagantia P, Cucinottaa F, Cleghorna T, et al.MARIE measurements and model predictions of solar modulation of galactic cosmic rays at Mars[C]//29thInternational Cosmic Ray Conference Pune, 2005： 101-104

[28]Simonsen L C, Nealy J E.Mars surface radiation exposure for solar maximum conditions and 1989 solar proton events, NASA TP-3300[R], 1993-02

[29]de Angelisa G, Wilsonb J W, Clowdsleyb M S.Modeling of the Martian environment for radiation analysis[J].Radiation Measurements, 2006, 41： 1097- 1102

[30]Townsend L W, Nealy J E, Wilson J W, et al.1990a：estimates of galactic cosmic ray shielding requirements during solar minimum, NASA TM-4167[R]

[31]Wilson J W, Shinn J L.Exposures to solar particle events in deep space missions, NASA-TP-3368[R],1997

[32]Wallner L E, Kaufman H R.Radiation Shielding for manned space flight, NASA TND-681[R], 1961-07-01

[33]Simonsen L C, Nealy J E, Townsend L W, et al.Space radiation shielding for a Martian habitat, SAE TP 901346[R], 1990

[34]Townsend L W, Nealy J E, Wilson J W, et al.Large solar flare radiation shielding requirements for manned interplanetary mission[J].J Spacecraft and Rockets,26,(2)： 126-128

[35]Townsend L W, Wilson J W, Shinn J L, et al.1990b：radiation protection effectiveness of a proposed magnetic shielding conceptfor manned Mars missions,SAE Tech Paper Ser.901343[R]