前言

空间，这里特指人类从事航天活动的太空领域。在人类没有进入太空以前，太空是一个纯净的自然环境。这个环境是一个高真空环境，也是一个稀薄等离子体环境；这个环境是一个高辐射环境，存在辐射能量从几 eV 量级至百 GeV 量级的各类辐射粒子；这个空间是一个弱磁场环境，磁场强度变化由近地轨道的 30000nT 至同步轨道的 100nT; 这个空间是一个高度洁净的空间，除了偶尔有几颗流星划过地球留下几道美丽的“彩虹”；这个空间除了阳光就是星光，除了背景微波辐射，尚存在巨大的电磁频谱间隙。

然而，人类的航天活动几乎改变了这一切。空间密布着各类废弃的航天器及其产生的碎片，已经成为名副其实的垃圾场；空间电磁频谱的宽度很快被占满，以至于开始启用在地面上尚不成熟的太赫兹频段；空间的真空环境也被各类航天器的推进剂所“污染”。更让人感到深深忧虑的是太空将极有可能沦为人类未来的新战场，更多具有特定功能的“人造碎片”将涌入太空，动能反卫已在多个国家陆续开展实验，形似垃圾的大规模微纳卫星星座未来必将成为密布太空的新乌云。人类初期的核活动已经大大污染了太空的电磁环境，但高功率微波武器的发展及其潜在的太空应用将使太空增加新的“死亡”电磁辐射；强激光武器的发展及其太空应用将使阳光不再温暖；粒子束武器的发展使传统航天器粒子辐射效应增添了更多的“死亡”气息。更有人疯狂地想要人工改变空间等离子体环境，如若实现，则人类的空间应用模式必将发生巨大的改变。

空间环境是空间科学研究的重要领域，从学科分类来看应该称之为空间环境学。人工空间环境是空间环境的一个重要组成部分，随着人类对空间环境的影响越来越大，人工空间环境将成为未来人类利用太空进行航天活动必须研究和认真对待的要素，其也必将发展成为一门独立的学科。限于著者才疏学浅，尚不能对这一新兴学科进行完整的归纳与论述，只能就其中著者认为比较重要的几个人工环境影响要素进行简要的概述，希望能够抛砖引玉，引起广大科研工作者的兴趣，大家共同努力，促进这门新兴学科的研究与发展。

本书共分为 6 章进行概述。第 1 章为绪论，简要介绍了空间自然环境及空间人工环境的定义及研究范畴；第 2 章介绍了空间碎片环境，包括空间碎片的成因、趋势及未来对人类航天活动的影响；第 3 章介绍了空间强电磁环境，包括人类核活动及高功率微波武器对空间环境的影响；第 4 章介绍了空间强激光环境，包括激光武器的发展及太空应用趋势，对航天器潜在的损伤效应等；第 5 章介绍了空间高能粒子环境，详细描述了自然空间粒子效应，在此基础上论述了粒子束武器空间应用对航天器带来的新威胁；第 6 章介绍了空间人工等离子体环境，重点描述了几种人工影响空间等离子体环境的方法及可能产生的效应，并探索了航天器的初步防护策略。

本书由李立编写第 2 章内容，其余章节由方进勇编写并对全书进行了统稿。在成书的过程中，秦子浩参与了第 1 章及第 2 章部分内容的编写，张浩亮及李奇威参与了第 3 章部分内容的编写，朱鹏参与了第 4 章部分内容的编写，古松和孙静参与了第 5 章部分内容的编写，彭凯参与了第 6 章部分内容的编写。特别感谢西安交通大学张冠军教授及中国空间技术研究院崔万照研究员对本书的审阅并提出的宝贵建议。本书的编写还得到了空间微波技术国家重点实验室基金的资助，在此一并表示感谢。

在编著本书的过程中，参考了大量国内外有关著作和论文，并引用了部分图表及论述，在此对相关作者表示衷心的感谢，如有引用不当或不能正确表达原著者的表述，敬请作者及时与我们取得联系，我们将虚心接受并在未来的版本中予以改正，同时也向您表示深深的歉意。虽然我们竭尽全力，但囿于理解水平及能力，书中难免有诸多不妥甚至疏漏之处，敬请广大读者不吝批评指正。

编著者