在空间运行的航天器与周围等离子体、磁场和太阳辐射等环境因素的相互作用下，导致电荷在航天器表面上积累，使航天器表面与空间等离子体间或者航天器不同部分表面间出现相对电位差的现象，称为航天器表面充电。引起航天器表面充电的等离子体粒子能量较低，一般在50keV以下。这种粒子几乎不能穿透航天器表面（入射深度在微米量级以内）而在表面积累，当电荷积累到一定程度，其产生的电场超过该表面材料的耐压阈值时，表面材料被击穿，出现静电放电。静电放电产生的电脉冲会干扰航天器设备，甚至导致航天器失效。航天器表面充电电位有正也有负。太阳光照引起光电子发射可造成正电位，但电位绝对值一般较低。大量出现的是等离子体中的电子为主要充电因素时造成的负电位的表面充电现象，这是因为电子的速度比离子的速度大得多，在航天器表面迅速积累电荷。负电位的数值与等离子体的电子能量有关，实测的最高负电位达到2万伏左右。出现高电位的航天器表面充电事件主要出现在地球同步轨道的子夜到早晨间。在低地球极地轨道上会出现一、二千伏的充电事件，虽比地球同步轨道的电位低，但因周围的等离子体具有高导电性，也容易引起静电放电。航天器表面充电的电位还受其他方面因素影响，如表面材料、光照、航天器结构、大小和形状等。航天器表面充电和地磁活动关系密切，高充电往往发生在大的磁亚暴期间。已发展了多种技术来避免航天器表面出现高电位差，例如使所有表面导体接地、表面覆盖导电薄膜、使用带电粒子发射器和合理选择表面材料等。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（撰写：吴中华 审订：都 亨）

　　航天器太阳电池金属连接部与等离子体接触时，流向等离子体的电流。由于传统太阳电池的金属连接部分不能做到与环境完全屏蔽，这些连接部分与空间等离子体之间有电位差时，它们吸收或排斥等离子体带电粒子，于是航天器和空间等离子体之间就有电流流动。相当于在航天器工作系统中并联了一个回路，从而消耗电源的有效功率。初步实验表明电流泄漏是随电压非线性变化的。在设计航天器时必须考虑电流泄漏，以保证太阳电池阵在任何时候都能提供足够的电能。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（撰写：吴中华 审订：都 亨）

　　根据飞行体的轨道运动理论，综合碎片的探测数据，得出的描述轨道碎片空间分布的计算模式。用模式可以计算碎片的分布状况、预报碎片的寿命、预测碎片与航天器碰撞的概率以及其他一些有关参数。

　　碎片模式包括碎片分布模式和演化模式两类。 分布模式也叫工程模式或参考模式，是广泛收集空间物体的轨道根数和其他特征的信息，经过一定的计算方法转换为可供工程设计应用的参数，如通量、碰撞速度、仪器探测率等，从而为工程技术人员提供他们感兴趣轨道上的碎片的分布的模式。这种模式也可以帮助设计人员确定碎片对航天器的威胁。

　　演化模式用于预测碎片数量的未来增长。分布模式的输出常常是演化模式的输入。最早用于估计未来碎片环境的模式建立在分布特征模式基础之上，并综合了爆炸模式和大气阻力模式以预报80年代及其后的碎片环境。这些相对简单的模式预报了90年代的碎片环境（与今天的探测结果相近）。目前，更加复杂的模式被用于估计未来碎片的增长和预报未来可能的轨道碎片分布状态。目前普遍使用的是ENVOLVE模式和CHAIN模式。模式不仅考虑了目前的空间碎片的数量分布，也考虑了新碎片的不同来源，因此不仅可以预测未来碎片自然发展的分布状况，也可以用来预测经过采取不同缓减措施后若干年的碎片分布情况，用于评估缓减措施的效果。由于发射规模和缓减措施的不同，演化模式的算法也会种类繁多，对演化模式的研究和开发是今后碎片模式研究的重点。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（撰写：刘 静 修订： 审订：都 亨）

　　不同时间、不同太阳活动和地磁活动条件下，高层大气参数的空间分布的描述。它的表现形式是图表和公式，也可将计算程序和数据组储存于计算机中，由计算机完成运算。这里的高层大气模式主要是指高层中性大气模式。大气模式主要分为两类，一类是标准大气，标准大气的早期定义是在遵从理想气体定律和流体静力学方程的条件下，假设的一种大气温度、压力和密度的垂直分布，粗略地反映一年内中纬度大气的平均状况。在美国把标准大气的高度逐步扩展后，对标准大气作如下的补充说明：标准大气需要考虑地球的自转，大气参数值是昼夜变化、半年变化以及从活动到宁静的地磁条件和活动到平静的太阳活动条件下的平均值，并且在湍流层顶以上各种气体成分满足各自的流体静力学平衡方程。概括地说，美国标准大气表示的是在中等太阳活动条件下，从地球表面到1000km高度中纬区域理想化的、稳态地球大气平均状态下的剖面，其中最具代表性的是美国标准大气 1962、美国标准大气增补1966和一直延用至现在的美国标准大气 1976。另一类是描述地球中性大气随地理位置、时间及太阳活动和地磁扰动而变化的参考大气。最具代表性的是CIRA、Jacchia（含MET模式）和MSIS系列的参考大气。CIRA系列模式是国际空间委员会（COSPAR）推荐并通过的国际参考大气，到目前为止，这一系列已发展了四个版本。Jacchia系列模式是以卫星轨道衰变推算的大气密度数据为基础建立的，这一系列已发展了五个模式，其中的马歇尔工程用热层模式（MET）是NASA/MSFC全球参考大气GRAM-95的重要组成部分。MSIS系列模式以卫星、火箭质谱计和地面非相干散射雷达测量结果为基础建立的，这一系列已发展了五个版本，COSPAR 选择其中的MSIS 86作为CIRA 1986的热层模式的重要部分，而MSIS 90 把模式的高度范围扩大到地面，主要为了用于跨越几个大气边界的研究。这些模式一般给出了高层大气温度、压力、密度、压力标高和密度标高、各种主要中性气体成分的数密度、总数密度和平均分子量的高层大气状态参数。此外，有的模式给出了风场，其中最典型的是HWM系列高层大气风场模式，已有三个版本。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(撰写:田剑华 修订: 审订:都 亨)

　　利用现代计算机手段对空间探测到的辐射带数据，进行分析、加工和处理，而成的辐射带平均分布状态的数学描述。从60年代初期，美国航空航天局(NASA)就开始利用卫星探测资料编制辐射带模式，包括辐射电子和质子两个模式。随着空间探测的深入，探测数据的覆盖时间、空间和能量分布不断拓宽，辐射带模式得到不断改进和完善，形成了一系列辐射带电子AE和质子AP模式。目前最新的辐射带模式是AE8电子模式和AP8质子模式，它们各自包含太阳活动峰年和低年两个模式。值得指出的是，目前辐射带模式仍存在很大局限性，其空间范围、能量范围还不能彻底涵盖整个地球辐射带。目前的辐射带模式为一静态模式，不能反映辐射带的动态变化，而且辐射带也存在着长期变化，利用七十年代的探测数据制成的模式反映现在的辐射带状况有一定的偏差。

(撰写：都亨、叶宗海 修订：韩建伟)