1989年10月19日，美国航天飞机上的航天员在舱外执行发射伽俐略探测器任务时，突然感觉到眼底闪烁，于是立即停止工作，紧急回舱躲避。其实，这是当时太阳质子事件的高能粒子打在航天员视网膜上引起的，如果航天员不采取躲避措施，有可能造成一起重大的航天事故。

空间环境中有大量的高能带电粒子，主要来源于银河宇宙线、太阳宇宙线和辐射带。这些粒子微小得只有原子核尺度，人们无法看见。高能带电粒子能量很高，对航天器和航天员都会构成极大的威胁，所以被人们称为“无形杀手”，是人类航天活动需要重点防护的空间环境因素。

高能带电粒子与物质材料相互作用时，会在物质内部转移和沉积自身的能量，从而影响和破坏材料的结构和特性。因此，当航天器遭遇空间高能粒子的轰击时，航天器的材料和器件将不可避免地受到影响和危害，严重时可引起航天器故障，甚至使航天器失效。

当高能带电粒子击中航天员身体时，长期过量的辐射积累，会造成机体器官、组织的损伤，甚至危及人的生命。同样，用于空间生命科学实验的生命体，以及未来深空远航时与人伴行的一切生命体，都会遭遇到高能带电粒子的威胁。

高能带电粒子的辐射危害主要表现在以下两个方面。

一是辐射损伤效应。这是指空间高能带电粒子对航天器和航天员带来的辐射损伤。高能带电粒子通过电离作用和原子位移作用，可以导致被辐射对象的物质内部分子结构出现缺陷。如果被辐射对象是航天器，那么可造成航天器上的各种材料加速退化，电子器件的性能衰退，例如太阳电池输出功率降低，各种半导体器件性能指标下降甚至损坏，玻璃材料变黑、变暗，照相胶卷变得模糊不清等；如果被辐射对象是生命体，比如航天员，那么可能造成人体器官、组织的结构和机能损伤，使航天员感觉不适，发生辐射导致的各种疾患甚至死亡等。辐射损伤效应是一种累积效应，其损伤程度与辐射剂量的多少有关，也就是与辐射强度和积累时间有关。由于空间有高能粒子存在，所以航天器需要有抗辐射的壳体设计，航天员到外太空也要穿戴舱外航天服，其目的都是为了阻挡或者减少航天器设备和航天员遭受高能带电粒子辐射的损伤。

二是单粒子事件效应。这是指单个的高能质子或重离子进入微电子器件时，导致器件逻辑功能翻转或器件损坏，造成航天器发生异常或故障的事件。

当空间单个高能带电粒子通过微电子器件时，在所通过的路径上会产生电离，电离电荷沉积在微电子器件中，部分被电极收集，当收集的电荷超过电路状态的临界电荷时，电路就会出现不期望的翻转，引发逻辑功能混乱。严重的单粒子事件可能导致航天器系统失去控制乃至瘫痪。如果载人飞船受到这样的伤害，将会变成失去驾驭的自由飞行体，航天员的命运就不堪设想。现代航天技术大量使用高密度集成的体积小、功耗低、存储量大、运行速度快的电子器件，其抗单粒子事件的能力相对较弱。因此，如何加固微电子器件，提高器件的抗单粒子事件能力，成为航天器设计和制造的一个突出问题。