高压太阳能电池阵静电放电效应（英文）

A certain number of charges are deposited on the surface of high-voltage solar array because of effects of space plasma,high-energy charged particles,and solar illumination,hence the surface is charged.Phenomena of electrostatic discharge(ESD) occur on the surface when the deposited charges exceed a threshold amount.In this paper,the mechanism of this ESD is discussed.The ground simulation experiment of the ESD using spacecraft material under surface charging is described,and a novel ESD protecting method for high-voltage solar array,i.e.an active protecting method based on the local strong electric field array is proposed.The results show that the reversal potential gradient field between the cover surface and the substrate materials of high-voltage solar array is a triggering factor for the ESD on the array.The threshold voltage for the ESD occurring on the surface is about 500 V.The charged particles could be deflected using the electric field active protecting method,and hence the ESD on the surface is avoided even when the voltage on the conductor array increases to a certain value.These results pave the way for further developing the protecting measures for high-voltage solar arrays.     

IEC标准试验平台上辐射场分布规律研究

国际标准IEC61000-4-2中对间接静电放电(Electrostatic Discharge,ESD)产生的辐射场没有进行描述.针对于此,笔者对IEC标准试验平台上辐射场分布规律进行了研究.实验得出:IEC标准试验平台上电场强度和磁场强度随测试距离的变化趋势不同;试验平台上电场强度和磁场强度在近场变化剧烈,在远场变...     

月尘对太阳电池阵开路电压影响研究

通过地面模拟实验获得月尘对光线遮挡效果数据,结合月尘和光传输特性,拟合出一新的月尘对光线遮挡数学模型。理论计算结果与实验数据进行对比,验证该模型的准确性。发现随着月尘厚度线性增加而光线的透过率呈指数下降。通过月尘吸附对太阳电池阵开路电压影响的研究,提出一个新的解析表达式。地面模拟实验获得月尘对太阳电池阵开路电压影响数据,理论计算结果与实验数据进行对比,验证该理论模型的可行性和准确性。发现随着月尘厚度线性增加太阳电池阵开路电压呈指数下降。     

月尘环境下太阳电池阵表面充电的数值模拟研究

为得到月尘环境下太阳电池阵表面充电特性,根据等效电路原理,结合月尘特殊环境以及太阳电池阵结构特点,建立了月尘环境下太阳电池阵表面充电模型,并分别在阴暗区和光照区两种不同环境下进行了表面充电数值模拟分析。研究结果表明,由于月球表面复杂的空间环境,不同区域、不同时间具有不同的空间环境,在等效电路数值模拟过程中,电路中各个等效元件的参数值会随着环境的改变而改变。月球日照区域,太阳电池阵表明电势最高可达到100 V。在阴暗区,由于电子的热运动速度远大于离子的热运动速度,太阳电池阵表面电势为-100~-2 000 V,极端条件下能够达到-5 000 V。该计算结果对月尘环境下太阳电池阵静电防护具有一定指导价值。     

航天器内部孤立导体电子照射表面起电时域特性

为解决高能电子给航天器内部孤立导体带来的静电充电问题,综合考虑空间环境中电子流密度、照射电子能量、金属材料二次电子特性及材料大小等因素,理论推导出电子照射金属表面起电时域一般微分表达式。利用有限差分法对微分方程进行数值求解,通过具体例子讨论了不同金属在电子照射下表面电位随时间变化的情况。得到了入射电子流密度、电子能量、金属二次电子系数及照射时间等因素与航天器内部孤立导体表面电位变化规律。结果表明,通过对材料及航天器内部空间环境参数的控制,可以使充电至放电电位所需时间大于放电时间,避免持续不间断放电的发生,从而减小放电造成的危害。     

空间环境下航天器材料表面带电性能试验方法

采用合适的航天器材料(SM)可以减少空间环境下其表面带电产生的危害,而对其表面带电特性进行测试和评估是进行材料选择的重要依据。为此,对空间环境下航天器材料表面带电特性的试验方法和评估手段进行了研究。设计了一种航天器材料表面带电地面试验室模拟装置,其真空度可达5×10-5 Pa,电子源能量在0~50 keV范围内可调,束流密度在0.5~10 nA/cm2范围内可调,等离子体密度可达1011 cm-3;研制了一套空间环境下航天器材料表面电位动态测试系统和一种静电放电(ESD)脉冲测试微型探头,对典型空间材料的表面充放电特性进行试验研究。结果表明,空间材料表面带电地面模拟装置能够真实模拟空间材料表面带电的环境;研制的航天器材料表面电位动态测试系统可以对空间环境下的航天器材料表面电位进行多点、实时测量;静电放电脉冲测试微型探头具有良好的宽带特性和较高的灵敏度,通过将几Hz至数GHz的静电放电脉冲电场信号转换为强度调制的激光波输出,实现了空间环境下航天器材料表面静电放电脉冲信号的测量。