[發明專利]一種安裝高壓電池陣的航天器表面懸浮電位評估的方法

在審

• 申請號: 201410602462.0
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN105631180A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 楊垂柏;曹光偉;孔令高;張珅毅;關燚炳;梁金寶;孫越強
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間科學與應用研究中心
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;呂愛霞

技術領域

本發明涉及航天器在軌空間輻射環境效應防護管理領域，尤其涉及一種用于評 估地球軌道安裝有高壓電池陣航天器的表面懸浮電位評估的方法。

背景技術

浸泡在空間等離子體和太陽光照環境下的航天器，會由于相互作用而形成與空 間等離子體電位不一致的現象，被稱之為航天器充電，與空間等離子體之間的電位 差即被稱之為表面懸浮電位。航天器表面充電程度與其周圍接觸的空間等離子體的 活躍程度息息相關，等離子體越活躍則航天器表面充電越嚴重，也即表面懸浮電位 越高。航天器表面充電會如地面靜電帶電一樣，當表面懸浮電位超過一定的臨界值 也即閾值時，就可能會產生靜電放電，給電子學系統帶來干擾。

由于航天器表面充電會對航天器造成干擾危害，因此，在地面研制階段、在軌 管理及事后故障診斷階段，開展航天器表面懸浮電位的評估是一種降低或識別由于 表面充電造成的危害的重要手段。以往對于航天器表面電位的評估，通常認為航天 器不同部位處于同電位，而當航天器安裝的是高壓電池陣后，航天器內部不同部位 的電位就會由于電池陣母線電壓的調制而不一致，從而導致繼續采用以往評估方法 將出現誤差較大。

發明內容

本發明的目的在于，為解決現在航天器表面懸浮電位評估而存在著評估過量或 者不足的問題，本發明提供一種用于評估安裝高壓電池陣的航天器表面懸浮電位的 評估方法。

為了實現上述目的，本發明提供了一種安裝高壓電池陣的航天器表面懸浮電位評 估的方法，所述方法為：建立不同粒子不同電位狀態下的電流收集模型，基于收集 模型構造航天器表面充電電流平衡方程然后根據航天器表面充電電流平衡方程得到 平衡電位，也即懸浮電位。

可選的，上述方法具體包含：

步驟1，獲得太陽電池陣與航天器本體結構間的電氣連接方式，所述電氣連接方 式包含：負端接地、懸空及正端接地；

步驟2，獲得太陽電池陣工作母線電壓，并獲得航天器及高壓太陽電池陣所處的 空間環境參數；所述空間環境參數包含：空間等離子體和太陽光參數；

其中，所述空間等離子體參數又包括電子和/或質子的溫度和密度；

步驟3，獲得航天器及高壓電池陣的表面材料特性和結構參數，即獲得太陽電池 陣參數；

步驟4，依據電流平衡理論，建立如下航天器及高壓電池陣表面充電數值模擬模 型；