【摘要】：航天器在絕大部分時(shí)間都是在空間等離子體中的,航天器在等離子體中會(huì)發(fā)生表面充電,發(fā)生充電的因?yàn)榭臻g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(zhì)量較小,運(yùn)動(dòng)速度更快。所以,空間環(huán)境電子通量遠(yuǎn)大于環(huán)境離子通量。由于航天器充電會(huì)對(duì)航天器上的電子設(shè)備和科學(xué)測(cè)量造成不同程度的影響,在小的方面,對(duì)科學(xué)測(cè)量造成干擾,在大的方面,可能會(huì)讓航天器出現(xiàn)故障,甚至影響導(dǎo)航、控制等方面。前人對(duì)航天器充電的研究較為全面,但是對(duì)于航天器在低高度表面出現(xiàn)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(biāo),研究了衛(wèi)星在低高度時(shí)出現(xiàn)高電位(為了簡(jiǎn)便,后文簡(jiǎn)稱這種情況為“異常事件”)與太陽(yáng)活動(dòng)的關(guān)系,以及異常事件出現(xiàn)的位置的磁地方時(shí)(MLT)分布。得出以下結(jié)論:(1)太陽(yáng)輻射與事件的發(fā)生次數(shù)正相關(guān),但是太陽(yáng)輻射并不會(huì)影響航天器表面電位。(2)太陽(yáng)活動(dòng)與事件發(fā)生占比呈正向相關(guān)的關(guān)系,太陽(yáng)活動(dòng)越活躍,異常事件出現(xiàn)次數(shù)越多;同時(shí),事件發(fā)生占比呈現(xiàn)一種季節(jié)性變化的趨勢(shì)。(3)在太陽(yáng)活動(dòng)高年,冬季和夏季時(shí)次數(shù)較多,春季和秋季時(shí)次數(shù)較少。在太陽(yáng)活動(dòng)低年,每個(gè)月的次數(shù)都維持在一個(gè)較低的水平。但是一個(gè)月內(nèi)異常事件次數(shù)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(huì)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(cè)發(fā)生的次數(shù)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(yáng)活動(dòng)與航天器在低高度時(shí)表面出現(xiàn)高電位的次數(shù)正相關(guān),但是即使是在太陽(yáng)活動(dòng)高年,異常事件發(fā)生率也不超過(guò)10%。所以對(duì)于衛(wèi)星表面正電位的控制可以隨著太陽(yáng)周期開啟和關(guān)閉,在太陽(yáng)低年可以節(jié)省衛(wèi)星的能源給更需要能量的設(shè)備。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V419.2;V44
【圖文】：

當(dāng)航天器具有正或負(fù)的凈電荷時(shí)，凈電被認(rèn)為是中性的。雖然等離子體的密度子體頻率的倒數(shù)）比航天器表面電壓變間等離子體密度波動(dòng)，航天器表面充電天器的電容。在航天器充電中，空間等 絕對(duì)的而是相對(duì)的。在這個(gè)領(lǐng)域里，航來(lái)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(gè)航天

第一章 緒論對(duì)于表面材料導(dǎo)電率低的航天器而言，表面電位可能會(huì)不同于典型航航天器表面的電位在陽(yáng)光下也可能是負(fù)的。因?yàn)榧词故窃陉?yáng)光的照射下總是存在一個(gè)暗側(cè)，沒有光照在暗側(cè)。在沒有光照的情況下，暗側(cè)被環(huán)子撞擊，能達(dá)到一個(gè)很高的負(fù)電壓。來(lái)自暗側(cè)的高壓等值線將包裹住接一側(cè)，阻擋光電子從航天器表面發(fā)射出來(lái)（圖 1.2）[7][8][9]。

圖 1.3 顯示了具有垂直入射的初級(jí)電子的典型表面材料上，二次電子數(shù)量 (E)與環(huán)境電子能量之間的關(guān)系。通常， (E)曲線以 (E) 開始。即此時(shí)沒有電子可以離開表面。對(duì)于某些材料而言，當(dāng)環(huán)境電子能量處于 到 的能量范圍， (E)超過(guò)了 1。這兩個(gè)點(diǎn)， 和 ，通常稱為單位交叉點(diǎn)（unitycrossingpoints），取決于表面材料特性，表面雜質(zhì)，平滑度和電子入射角。 (E) 當(dāng) 超過(guò) 時(shí)， (E)低于 1 并且在高能量（幾千電子伏特）下緩慢且單調(diào)地向零減小。當(dāng) E 達(dá)到更高的能量時(shí)， (E)會(huì)變小是因?yàn)榇藭r(shí)的初級(jí)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(jīng)過(guò)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(lái)。 (E) 當(dāng)

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7 徐e

本文編號(hào)：2786986