[發(fā)明專利]一種航天器表面電位主動(dòng)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410453321.7
• 申請(qǐng)日: 2014-09-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104260905A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣鍇;秦曉剛;王先榮;楊生勝;史亮;王鷁;李得天
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州空間技術(shù)物理研究所
• 主分類號(hào): B64G1/52
• 分類號(hào): B64G1/52;H05H1/46
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 付雷杰;楊志兵

1.一種航天器表面電位主動(dòng)控制方法，其特征在于，采用液態(tài)金屬離子源對(duì)航天器表面電位進(jìn)行控制，其中，所述液態(tài)金屬離子源和航天器外表面均接地，但兩者互相絕緣，該方法具體包括如下步驟：

(1)在航天器進(jìn)入軌道陰影區(qū)之前，對(duì)所述液態(tài)金屬離子源的固態(tài)金屬進(jìn)行預(yù)加熱，使固態(tài)金屬熔化并保持在熔融狀態(tài)；

(2)當(dāng)航天器進(jìn)入軌道陰影后，實(shí)時(shí)獲取航天器表面電位V_s；

(3)對(duì)航天器表面電位V_s進(jìn)行實(shí)時(shí)判定：

當(dāng)航天器表面電位V_s大于0并且大于預(yù)設(shè)的正電位限制值V_l時(shí)，執(zhí)行步驟(4)-(5)；當(dāng)航天器表面電位V_s小于0且小于預(yù)設(shè)的負(fù)電位下限值V₂時(shí)，執(zhí)行步驟(6)-(7)；其中，所述預(yù)設(shè)的負(fù)電位下限值V₂取為航天器表面不發(fā)生放電的最低安全電位；

(4)控制液態(tài)金屬離子源向遠(yuǎn)離航天器方向的空間發(fā)射正離子流；

(5)當(dāng)航天器表面電位V_s達(dá)到或小于預(yù)設(shè)的正電位限制值V_l時(shí)，控制液態(tài)金屬離子源停止發(fā)射正離子流，判斷航天器是否離開(kāi)軌道陰影區(qū)：如果未離開(kāi)，返回步驟(2)；如果離開(kāi)軌道陰影區(qū)，執(zhí)行步驟(8)；

(6)將液態(tài)金屬離子源的接地?cái)嚅_(kāi)，同時(shí)控制液態(tài)金屬離子源向遠(yuǎn)離航天器方向的空間發(fā)射正離子流；

(7)當(dāng)航天器表面電位V_s達(dá)到或大于預(yù)設(shè)的負(fù)電位V₃時(shí)，控制液態(tài)金屬離子源停止發(fā)射正離子流，并恢復(fù)液態(tài)金屬離子源接地；判斷航天器是否離開(kāi)軌道陰影區(qū)：如果未離開(kāi)，返回步驟(2)；如果離開(kāi)軌道陰影區(qū)，執(zhí)行步驟(8)；所述預(yù)設(shè)的負(fù)電位V₃大于預(yù)設(shè)的負(fù)電位下限值V₂；

(8)停止對(duì)液態(tài)金屬離子源加熱，由此完成對(duì)航天器表面電位的主動(dòng)控制。

2.如權(quán)利要求1所述的一種航天器表面電位主動(dòng)控制方法，其特征在于，在所述(1)中，所述金屬離子源的固態(tài)金屬采用金屬銦時(shí)，預(yù)加熱溫度控制在180℃至200℃的范圍內(nèi)。

3.如權(quán)利要求1所述的一種航天器表面電位主動(dòng)控制方法，其特征在于，所述液態(tài)金屬離子源的數(shù)量為1個(gè)或者大于1個(gè)。

4.如權(quán)利要求1所述的一種航天器表面電位主動(dòng)控制方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)負(fù)電位V₃根據(jù)航天器在軌道陰影區(qū)的飛行時(shí)間以及航天器表面電位的變化速度確定，其大小保證航天器在軌道陰影區(qū)運(yùn)行過(guò)程中，其表面電位不會(huì)再次下降到預(yù)設(shè)表面電位下限值V₂。