航天器表面充电快速估算与主动控制技术研究

摘要：

空间等离子体的注入导致航天器表面不等量充电是引发航天器静电放电的一个重要原因.针对地球同步轨道中等地磁亚暴空间环境的AST-6卫星,基于等效电路理论和电流平衡方程建立了航天器表面充电电位随时间变化的微分方程组,通过求解该微分方程组实现对航天器表面各等效元充电电位快速估算,发现了各等效元之间存在不等量充电的问题,进一步分析了通过模拟在航天器表面发射电子束来实现主动控制各等效元充电电位的有效性,结果表明:当电子束流密度Jee由0 A/m2增大到1.8×10-6A/m2时,航天器表面各等效元之间的最大充电电位差由4 899 V降至785 V.此外,通过改变电阻、电容值来模拟航天器表面材料特性对航天器表面充电电位的影响,结果表明:航天器表面材料的电阻、电容值越小,其充电电位值越接近航天器金属结构的电位值.可见在航天器表面发射合适的电子束和选取合适的表面材料可以有效的降低充电过程中各等效元之间的充电电位差,减小航天器静电放电的可能性,以保障航天器的安全运行.

关键词：航天器表面充电、中等地磁亚暴、等效电路、电位主动控制、数值模拟

所属期刊栏目：43

分类号：V416.5;TP391.9(基础理论及试验)

资助基金：黑龙江省自然科学基金项目LH2021E045

在线出版日期：2023-01-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：130-135