[發明專利]利用太陽電池片探測空間污染環境的飛行試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 201210266768.4
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN102768226A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 院小雪;易忠;楊東升;臧衛國;于錢;李娜;張艷景;劉慶海;代佳龍
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種利用太陽電池片在軌探測空間污染環境的飛行試驗裝置及方法，特別是利用鎵銦磷太陽電池片的空間污染環境探測。

背景技術

航天器在軌運行期間，會受到空間誘發污染環境(航天器用非金屬材料放氣導致的分子污染、航天器發動機羽流污染等)的影響，其熱控、電源、光學敏感器件等都會有不同程度的變化，嚴重時甚至會導致失效。當前，國內做了大量的地面模擬試驗仿真等工作，但沒有在軌試驗數據的支持。因此，在軌探測空間誘發污染效應是一項很重要的工作。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用太陽電池片探測空間污染環境的飛行試驗裝置，可以利用該裝置探測空間誘發污染環境，為地面模擬試驗提供依據，同時為航天器設計階段提供參考。

為了實現上述目的，本發明采用了如下的技術方案：

利用太陽電池片探測空間污染環境的飛行試驗裝置，主要包括探測器單元和探測電路單元兩部分，探測器單元包括太陽電池片一、鎵銦磷太陽電池片二、熱敏電阻、支架，太陽電池片一、太陽電池片二均通過粘合劑粘貼在支架上，熱敏電阻通過粘合劑粘貼在太陽電池片二的背面，支架整體安裝在衛星(未示出)表面的向陽面上，探測電路單元包括取樣電阻、放大電路、數據采集電路、溫度測量電路。探測器單元與探測電路單元之間通過信號線連接，其中熱敏電阻通過信號線連接到溫度測量電路上，太陽電池片一的輸出電壓直接連接到放大電路上，太陽電池片二的電流通過取樣電阻后得到電壓，再被放大電路放大，數據采集電路將這一電壓采集并轉換成數字量，與溫度測量電路的結果一并通過衛星(未示出)下傳到地面采集系統。

其中，上述太陽電池片為鎵銦磷電池片。

優選地，所述粘合劑為GD414粘合劑。

本發明中利用此裝置探測空間污染環境的方法，主要包括以下步驟：

1)將上述裝置設置在航天器上并將其與航天器的遙測系統進行相應的電連接；

2)通過航天器遙測系統與地面的雙向通信獲得受測太陽電池片的電壓數據、溫度、光照角(太陽電池片表面法線與太陽光入射方向的夾角)；

3)利用相同的太陽電池片在地面進行不同污染量的試驗，獲得太陽電池片在不同污染量作用下開路電壓值、短路電流值的變化關系式：V＝e^-αTV₀，I＝e^-αTI₀，式中，V、V₀分別表示污染前后太陽電池開路電壓的變化值；I、I₀分別表示污染前后太陽電池短路電流的變化值，α常數，不同污染物對應不同的系數，該系數通過試驗獲得，T表示污染量，g/cm²；

4)根據太陽電池片開路電壓、短路電流隨溫度的變化曲線，計算得到在軌道溫度下的理論初始開路電壓、短路電流；根據光照角與太陽電池開路電壓、短路電流的關系，計算得到在軌道條件下的開路電壓、短路電流；

5)根據軌道測量的開路電壓、短路電流數據以及計算得到的初始開路電壓、短路電流的數據，計算得到空間污染量。

本發明與現有技術相比的優點在于：

該發明中的飛行試驗裝置結構簡單，功耗低，非常適合于飛行搭載試驗。

附圖說明

圖1是本發明的太陽電池片探測空間污染環境的飛行試驗裝置示意圖。

其中，1為鎵銦磷太陽電池片1；2為鎵銦磷太陽電池片2；3為熱敏電阻；4為支架；5為取樣電阻；6為電壓放大電路；7為溫度測量電路；8為數據采集電路。

具體實施方式

以下介紹的是作為本發明所述內容的具體實施方式，下面通過具體實施方式對本發明的所述內容作進一步的闡明。當然，描述下列具體實施方式只為示例本發明的不同方面的內容，而不應理解為限制本發明范圍。