【摘要】：航天器在絕大部分時間都是在空間等離子體中的,航天器在等離子體中會發(fā)生表面充電,發(fā)生充電的因為空間環(huán)境電子和離子通量之間的差異。和各類離子相比,電子質量較小,運動速度更快。所以,空間環(huán)境電子通量遠大于環(huán)境離子通量。由于航天器充電會對航天器上的電子設備和科學測量造成不同程度的影響,在小的方面,對科學測量造成干擾,在大的方面,可能會讓航天器出現故障,甚至影響導航、控制等方面。前人對航天器充電的研究較為全面,但是對于航天器在低高度表面出現高電位的情況并沒有研究和討論。基于Polar衛(wèi)星1996-2008年間的表面電壓和衛(wèi)星坐標,研究了衛(wèi)星在低高度時出現高電位(為了簡便,后文簡稱這種情況為“異常事件”)與太陽活動的關系,以及異常事件出現的位置的磁地方時(MLT)分布。得出以下結論:(1)太陽輻射與事件的發(fā)生次數正相關,但是太陽輻射并不會影響航天器表面電位。(2)太陽活動與事件發(fā)生占比呈正向相關的關系,太陽活動越活躍,異常事件出現次數越多;同時,事件發(fā)生占比呈現一種季節(jié)性變化的趨勢。(3)在太陽活動高年,冬季和夏季時次數較多,春季和秋季時次數較少。在太陽活動低年,每個月的次數都維持在一個較低的水平。但是一個月內異常事件次數并沒有明顯規(guī)律。(4)在分布方面,南北半球有很多相似的地方:異常事件并不會發(fā)生在地磁緯度50°到60°之間的區(qū)域,而在極區(qū)和昏側發(fā)生的次數較多。但是,南北半球也有不同的地方:異常事件在南半球發(fā)生得更多更集中。(5)雖然太陽活動與航天器在低高度時表面出現高電位的次數正相關,但是即使是在太陽活動高年,異常事件發(fā)生率也不超過10%。所以對于衛(wèi)星表面正電位的控制可以隨著太陽周期開啟和關閉,在太陽低年可以節(jié)省衛(wèi)星的能源給更需要能量的設備。
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院國家空間科學中心)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V419.2;V44
【圖文】：

當航天器具有正或負的凈電荷時，凈電被認為是中性的。雖然等離子體的密度子體頻率的倒數）比航天器表面電壓變間等離子體密度波動，航天器表面充電天器的電容。在航天器充電中，空間等 絕對的而是相對的。在這個領域里，航來定義的，而空間等離子體電位被定義等離子體電位不是零了，那么這個航天

第一章 緒論對于表面材料導電率低的航天器而言，表面電位可能會不同于典型航航天器表面的電位在陽光下也可能是負的。因為即使是在陽光的照射下總是存在一個暗側，沒有光照在暗側。在沒有光照的情況下，暗側被環(huán)子撞擊，能達到一個很高的負電壓。來自暗側的高壓等值線將包裹住接一側，阻擋光電子從航天器表面發(fā)射出來（圖 1.2）[7][8][9]。

圖 1.3 顯示了具有垂直入射的初級電子的典型表面材料上，二次電子數量 (E)與環(huán)境電子能量之間的關系。通常， (E)曲線以 (E) 開始。即此時沒有電子可以離開表面。對于某些材料而言，當環(huán)境電子能量處于 到 的能量范圍， (E)超過了 1。這兩個點， 和 ，通常稱為單位交叉點（unitycrossingpoints），取決于表面材料特性，表面雜質，平滑度和電子入射角。 (E) 當 超過 時， (E)低于 1 并且在高能量（幾千電子伏特）下緩慢且單調地向零減小。當 E 達到更高的能量時， (E)會變小是因為此時的初級電子擁有更多的能量，這些能量能夠讓電子深入到材料之中，但是經過一次反射，二次電子所擁有的能量大大降低，并不足以讓電子穿透材料發(fā)射出來。 (E) 當

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