极光电子沉降下的极轨航天器尾区带电模拟
本文计算并模拟存在极光电子沉降时的极轨航天器表面带电过程,为进一步研究航天器在极轨环境下的防护设计提供依据.利用能量的双麦克斯韦函数拟合的方法研究极光电子的通量能量分布谱,并利用等离子体轨道限制探针理论分析不同尺寸卫星尾区稠密等离子体分布特性,获得了卫星周围离子的充电电流.在考虑材料表面二次电子的情况下,利用PIC(Particle-In-Cell)方法模拟不同尺寸卫星尾区的最高充电电位和充电电位随时间的变化.通过叠加的双麦克斯韦函数拟合了极轨环境中复杂的极光电子沉降观测结果;通过轨道限制理论计算得到航天器周围的离子的充电电流为10-6Am-2;通过PIC仿真,可以得到横向尺寸为3m的航天器尾区内介质材料可以充至-1050V.采用双麦克斯韦分布可以很好地拟合极光电子的能量通量谱,利用等离子体的轨道限制模型可以有效地计算航天器尾区内的离子分布特性.当航天器横向尺寸增大时,尾区充电电位也会相应增大.通过仿真,极轨航天器充电平衡时间约为数秒.
极轨航天器 尾区带电 极光电子 仿真模拟
赵呈选 李得天 杨生胜 秦晓刚 王俊 蒋锴
兰州空间技术物理研究所,真空技术与物理重点实验室,兰州 730000
国内会议
石家庄
中文
173-176
2015-08-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）