电推力器羽流离子能谱测试仪设计及在轨数据分析

阻滞势分析仪（RPA）可有效获得等离子体离子能量分布,针对空间电推力器产生的交换电荷等离子体羽流参数范围与特性,开展了专用RPA的设计,着重描述已用于航天器上搭载的RPA设计方法及影响因素分析。在轨测试表明,所设计RPA获得了理想的测试结果,通过对测试数据分析获得了羽流等离子体的离子能谱和束流密度。     

月尘测量:从嫦娥三号到嫦娥五号

月尘是月球表面最重要的空间环境因素。月尘容易在太阳辐照、空间带电粒子和碰撞摩擦的作用下带上电荷,并在电场的作用下悬浮和迁移。月尘对探测器敏感表面和宇航员健康安全存在潜在危害,关系着科学探测目标的实现和任务的成败。探测月尘,一方面要获得月尘累积量的时空分布,另一方面要探测它的带电特性,从而全面了解月尘的运动迁移机制,同时也为后续探月任务的月尘防护提供输入。中国在嫦娥三号任务中,对着陆激起的和自然环境下的月尘累积量进行了测量。研究人员通过两次月食前后的月尘累积量对比,并未发现明显的累积量“晨昏线”增强现象(Li D.et al,GRL,2020),向着最终揭示月球的“地平线”发光现象的成因迈出了重要的一步。     

无损探伤仪——为着陆器作体检

航天在轨无损检测与评价技术水平的高低在很大程度上反映了一个国家航天技术的发展水平。为了对嫦娥五号着陆器在着陆过程中的结构健康状况进行检测,保障探月任务及科学实验的顺利进行,兰州空间技术物理研究所研制了着陆器无损探伤仪,实物如图1所示,在国际上首次利用脉冲电涡流无损检测方法开展着陆器着陆过程关键部件的无损检测,为地面环境模拟实验提供验证,并为后续登月设计提供方案支持。     

CMOS APS光电器件单粒子效应电荷收集特性仿真分析

卫星在轨飞行期间,星载电子器件将不可避免地遭受空间带电粒子的辐射,随着半导体技术的不断进步,电子器件的单粒子效应敏感性越来越高,已经成为一个影响其可靠性的重要因素。互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor Active Pixel Sensor,CMOS APS)光电器件因其低功耗、小体积和微重量的优点已成为遥感卫星成像的重要发展方向。为获取CMOS APS光电器件在遭受带电粒子辐射后性能变化的特征,在分析SOI MOSFET(Silicon on Insulator Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)结构和特性的基础上,通过理论分析和数值模拟,分析了重离子在CMOS APS光电器件中引起的辐射损伤,分析晶体管和光电二极管的电荷收集机理。通过TCAD(Technology Computer Aided Design)模拟了电荷收集过程,分析了影响漏电流变化的直接因素,获得了重离子LET(Linear Energy Transition)值、入射位置以及器件偏置电压与漏电流的相互关系,为后续CMOS APS的重离子模拟试验以及抗辐射加固设计提供了理论支撑。