从日冕局部区域，大量日冕物质瞬时向外膨胀或向外抛射进入行星际空间的现象。它是太阳上的一种大尺度的高能活动现象，是日冕瞬变事件的一种。它在几分钟到几小时的时间尺度内日冕结构发生的明显变化，并拌有可观测的新的白亮光物质出现。这些抛出的物质进入行星际空间后，可引起行星际激波，并能严重干扰和影响太阳风磁场，面向地球而来的可影响地磁场。20多年观测发现，CME抛出的物质质量达1011～1013千克，能量可达1023～1025焦耳，抛出物质以平均约500km/s的速度进入行星际空间，常常伴随有射电爆发。CME是一种大尺度的现象。它的空间尺度一般在105公里左右，其角宽度可以从几度到几十度，一般都很大，平均为45o左右。CME的发生位置，在太阳活动极小年，集中在赤道附近，以后随太阳活动的上升向两极扩展，极大时可达两极。CME是一种频繁发生的现象，其发生率的变化规律与太阳活动规律基本一致。日冕物质抛射出的物质大体上有环形、拱形和晕形等几种三维机构。目前对CME的产生机制还没有合理的解释。越来越多的研究者认为CME是日地能量系统的一个重要环节，是太阳能量释放并导致行星际以及地磁扰动的初始源。因此对CME现象的深入研究，将对太阳活动预报和空间环境预报有重要的推进作用。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（撰写：吴中华 审订：都 亨 ）

 图表出处：http://www.spaceweather.com/

　　宇宙空间中的各种中性和带电的粒子、引力场、电场、磁场、电磁辐射、空间碎片和流星体等环境，与处于其中的飞行器系统相互作用而产生的对飞行器系统及航天人员造成的影响，以及对地基的技术系统的运行和可靠性产生的影响，叫做空间环境效应。恶劣的空间环境可引发航天器运行、通讯、导航、电力传输网的事故，危及人类的健康和生命，造成社会经济损失。如高层大气对航天器的阻尼作用，原子氧的剥蚀效应，空间热等离子体的充电效应，空间高能粒子的辐射效应，单粒子事件效应，磁场的磁力矩效应，流星体和空间碎片的撞击效应，电磁辐射效应等，都对空间飞行器系统及航天人员造成不良影响，发生故障甚至失效。对影响航天器寿命的，或可能造成航天器故障或异常的空间环境效应，必须采取防范措施，即对空间环境效应要采取相应的对策。空间环境效应及其对策是空间飞行系统设计必须考虑的重要方面，是空间环境科学的重要研究内容。　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（撰写：古士芬 修订： 审订：都 亨）

　　航天器在大气阻力作用下使轨道大小和形状不断变化的效应。椭圆轨道的变化过程是：远地点高度逐渐降低，轨道周期不断减小，变成圆轨道后，轨道半径逐渐收缩直至陨落。在LEO轨道，中性大气气体分子与运行其中的航天器发生碰撞，把能量和动量传给航天器，因此航天器与大气阻力进行了动量交换。由简单的动量守恒，可以得出与航天器速度矢量方向相反的大气阻力对航天器的作用力：

　　其中，ρ∞是周围中性大气的密度，S是航天器的迎风截面积，Cd是阻力系数，V0是航天器速率。
　　附图：轨道变化过程

　　图表出处：中科院空间中心硕士毕业论文 刘静 《大气阻力作用下的卫星寿命预报》 1995年。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（撰写：刘 静 修订： 审订：都 亨）

　　导航作为人类探索世界的一种新途径，发展已经越来越完善。在古时候，旅行者主要是用星星作为标记来确定大概的方位。但是当旅行者沿海平面上行远离地球表面时，就需要三维定位。

　　对于12世纪的航行，需要适时知道纬度、经度和高度等信息。为了适合更迫切的需要，电波系统应运而生，比如罗兰远程导航系统和奥米加导航系统。这些地基系统应用巨大的传输天线沿地面运用电离层来向远距离的陆地和海洋输送低频（LF）和超低频(VLF)电波（图1）。电离层是由于太阳紫外辐射照射上层大气、电离大气而形成的。

图1 电波在地面导航系统中传输路径

 　　近来，建立于空间的系统-全球定位系统（GPS）及其它系统已经成为导航极为重要的方式（图2）。人造卫星要比地基系统提供的范围广阔的多。

图2 地面站对卫星信息监控以确保导航信息的准确性

 　　它们可以为陆地旅行不断地提供指导。当至少有四个卫星出现时，使用者便可以得到准确的三维方位。有时从一个地方可以看到不止四个卫星时(图3)，领航员对计算的位置更有信心。

　　对于地基和卫星系统来说，都会受到电离层的影响。奥米加导航系统（OMEGA）需要它，罗兰远程导航系统（LORAN）试图围绕它工作，GPS受它阻碍。不象用地基系统来进行低频电波传输，GPS应用的是穿过电离层的无线电信号。电离层，位于50km以上直至几个地球半径，随时间既不是均质的也不是常数不变的。它的性质是受太阳和地磁活动影响的，因此，也影响着导航系统的正确运行。由于太阳和地磁活动有着11年周期变化，因此导航员将经历不同于太阳活动低年的太阳高峰时期。特殊的环境将影响导航员对位置确定的准确程度。

图3 确保可以看四个卫星

图4 常用的导航信号频率谱

 磁暴

 　　地磁场是受太阳活动影响的，它的频率和强度是随着太阳周期的不同阶段而变化的。磁暴常常导致电离层暴，当然，这就影响着导航系统。不象太阳的X射线只对地球的日照面有影响，地磁暴的影响是无处不在。但是，电离层的反应也是根据纬度不同有差异，不同的条件，近赤道或者近极地，对于导航员来讲是变化的。一个平静、非扰动的地磁场说明近赤道电离层是非扰动的；这强调周围环境大的变化：对导航者而言，地磁暴有时是敌人，有时是同盟者。

　　在大磁暴期间地球上的GPS运转是受沿着卫星路径的电离层的总电子容量（TEC）的变化影响的。粒子TEC大量的增加和减少都直接影响着单频率GPS的准确度。双频GPS接收器实际上能测量电离层对GPS信号的影响并且能够很好的适应这些环境。

 　　在较小尺度上，在TEC中能产生闪烁的不均匀结构在不同纬度是变化的。比如：近赤道区域，即使没有磁暴发生， 这里也是最大电离层不均匀结构的活动区域（图6）。表面上，上层电离层的不可预知的密度增加阶段发生在傍 晚时间并且能起无线电波被误导够引。这些射电使GPS 接收器很难正常工作，并且影响着双频和单频GPS接收器。

图 6 全世界范围的电离层

 太阳高能粒子

 　　有时，但常常在太阳高年附近，太阳喷射出大量的高能质子和高能电子。这些高能粒子事件每次会持续几天，并且它们以不同的方式影响着天基和地基系统，由于电离层对这些太阳粒子（特别是质子）增加的响应，罗兰远程导航系统（LORAN-C）和奥米加导航系统（OMEGA）信号传播被消弱，特别是在极地纬度。GPS和其它所有的卫星必须和这些影响船上系统的高能粒子抗衡。

　　从通过天空的星星来标记路线到现在，导航系统已经相当先进。现今，我们最近的恒星调节着导航系统运行。