卫星表面充电的地面模拟试验

同步轨道卫星的表面在运行中存可能被充电到数千至数万伏。卫星各表面之间的不等量带电,会造成界面之间或表面与卫星“地”之间的电弧放电,这将严重干扰、甚至破坏卫星的正常运行。本文着重述评了国外研究卫星表面充电的地面模拟试验设备及其运转情况。其中包括卫星表面充放电机理试验、卫星整体带电试验、表面材料试验、电磁干扰试验和电位控制试验五部分。给出了试验设备的示意图和试验有关数椐。     

航天器充电现象的主动控制

<正> 一、引言十年来,同步轨道卫星的带电现象引起了空间科学研究和工程设计部门的严重关切。现从航天器在轨道上测得的飞行数据看,在磁层亚暴环境中,特别是又恰逢航天器星食期间,航天器表面的静电充电会高达上万伏。伴随着高充电而来的是航天器表面的电压击穿、电弧放电、材料的老化和损坏以及严重的电磁脉冲干扰等等。无疑,这些现象将导致对航天器的能源、指令和控制系统的严重干扰和损伤,以及对航天器结构材料的破坏,从而危及航天器     

如何处置静止轨道上废弃的卫星

<正> 最近,根据美国航宇局和国防部的空间轨道垃圾研究联合工作组向美国国家安全委员会提供的一份报告统计,目前约有453颗工作和不工作的卫星在地球同步轨道上运行,其中仅有150颗是处在地球静止轨道上,其余303颗,或在地球同步轨道、或在地球准同步轨道、或在大椭圆轨道(如苏联的“闪电”号卫星)上,卫星的空间平均密度比近地轨道的低2～3个     

卫星磁层亚暴环境模拟试验设备的设计

卫星表面充电是七十年代初发现的严重危害同步轨道卫星的新问题。为了寻求解决卫星表面充电问题的方法,许多国家进行了广泛的研究。我们于82年开展卫星表面充电模拟试验技术研究。本文仅就我们在磁层亚暴环境模拟设备设计中考虑的一些问题作简要介绍。阐述了对模拟系统的要求,模拟系统的组成和用途,介绍了真空系统,电子枪,光源和测量系统设计中应考虑的问题。     

法国“太阳神”光学成像侦察卫星系统简介

2009年12月18日,法国国防部利用阿里安-5GS运载火箭在圭亚那航天发射场成功发射太阳神-2B(Helios-2B)光学成像侦察卫星。目前,在轨的"太阳神"卫星共计3颗,分别是太阳神-1A、2A和2B。其中,太阳神-1A卫星运行于距地680km的太阳同步极轨道,在轨服役超过15年;太阳神-2A卫星运行于距地660km的太阳同步极轨道,在轨服役约5年。太阳神-2B卫星在实施一系列的光学仪器在轨测试后,于2010年3月交付使用。     

航天器在高高度带电的飞行试验结果

70年代中期,为解释同步轨道上的异常事件,美国航宇局和美国空军联合进行了名为“航天器在高高度带电”问题(SCATHA)的研究工作。作为 SCATHA 计划研究成果的综合考核,在1979年1月将P78-2航天器送入同步高度附近的轨道上。     

磁层压缩ULF湍流对电子的加速

在准线性理论下,磁层压缩 ULF(超低频)湍流可以通过“渡越时间加速”机制使电子增加能量．典型的压缩 ULF 湍流的频率为2—15mHz,被加速的源电子为同步轨道附近的背景电子(E＜30keV)和亚暴注入电子(30—300 keV)．当发生波粒共振时,低能电子数减少,而高能尾部分的相对论(E≥1 MeV)电子数增加,这说明电子得到了压缩湍流的有效加速,且亚暴注入的电子数越多,其加速产生的相对论电子数也越多．在亚暴注入率ε=0.5的情况下,这种加速机制只要约12h 就可以造成同步轨道附近相对论电子数量的显著增加．     

2012年3月9日中国某地球同步轨道卫星故障原因分析

利用GOES-15, SDO, SOHO卫星以及国际地磁台网的地磁活动指数数据, 对中国 某颗地 球同步轨道卫星(以GEO-X代替)在2012年3月9日02:50UTC发生的异常原因进 行了研究, 分析故障发生期间的空间天气特点, 采用文献[8]提出的SEAES-GEO空 间环境引起地球同步轨道卫星异常的专家系统对卫星故障期间的内部充电危 险系数、单粒子效应危险系数以及表面充电危险系数进行定量计算和危险等 级划分. 结果表明, 在卫星故障时刻, 其内部充电危险系数小于3, 表面充电危险 系数约为0.0011, 表面充电和内部充电不是造成GEO-X故障的原因; 受故障期间 质子事件影响, 单粒子效应危险系数持续维持在1以上, GEO-X卫星故障时刻单 粒子效应危险系数Z_SEE达到46.3, 正好处于单粒子效应危险等级的 红色阶段. 因此研究认为单粒子效应可能是造成本次卫星故障的主要原因.      

我国成功发射第5颗“北斗”导航卫星

2010年8月1日05:30,我国在西昌卫星发射中心用长征-3A运载火箭,将第5颗"北斗"导航卫星成功送入太空预定转移轨道,8月5日进入最终的倾斜地球同步轨道。这是我国今年连续发射的第3颗"北斗"导航系统组网卫星,也是首颗运行在倾斜地球同步轨道的"北斗"导航卫星,它对整个"北斗"卫星导航系统的建设具有重要意义。     

《宇宙开发技术总览》之五 日本的工程试验卫星

工程试验卫星ETS系列的作用工程试验卫星主要用于试验新研制的火箭和卫星技术。在日本曾发射过ETS-Ⅰ(第一颗中高度卫星)及ETS-Ⅱ(第一颗地球同步卫星),用以验证N-Ⅰ火箭性能。为了验证 N-Ⅱ火箭性能,日本发射了ETS-Ⅳ(转移轨道上的试验卫星)及ETS-Ⅲ(中高度的3轴姿态控制试验卫星)。现在日本已研制了能把约550公斤及两吨的卫星发射到地球同步轨道上的H-Ⅰ火箭及H-Ⅱ火箭,为了验证这两枚新型火箭     

中国月球探测卫星飞行程序

我国月球探测卫星的飞行过程将主要分为三个阶段:(1) 调相轨道段:月球探测卫星与运载火箭分离后,将先围绕地球运行一段时间。通过三次近地点变轨,逐步抬高轨道的远地点。在第三次变轨后(11),卫星脱离地球轨道,进入奔向月球的地—月转移轨道。(2) 地—月转移轨道段:地—月转移轨道是一条复杂的曲线,卫星要飞行5～6天,其间根据轨道的具体参数进行1～2次中途修正(13,15),以保证卫星正确进入预定的月球轨道。(3) 环月轨道段:当卫星达到距月球200千米时,卫星进行减速制动(18),进入环绕月球南—北极运动的月球极轨道。此后经过两次近月点制动(20,2…     

各种通信广播卫星的主要性能参数

自1963年发射第一颗地球同步轨道通信试验卫星到1982年底,世界各国共发射了148颗同步通信卫星,从1983年到1990年代初,世界各国还计划发射160多颗同步通信卫星。本资料列出了目前仍在同步轨道上工作的和近期即将发射的200多颗通信广播卫星及其主要性能参数。(见表1—4)因苏联     

利用THEMIS卫星观测结果分析亚暴期间等离子体片尾向膨胀

利用THEMIS卫星观测结果,分析2008年3月13日10:40UT-12:10UT的一次中等亚暴事件在磁尾的全球演化过程.在该过程中,THEMIS的5颗卫星在午夜区附近沿x轴依次排列,离地心距离约8.7~13.2R_e.亚暴触发开始后,磁场偶极化和等离子体片的膨胀依次被在磁尾不同位置的卫星观测到.等离子体尾向膨胀的平均速度约为140km·s-1.在此次亚暴事件中可观测到两种类型的偶极化.一种为偶极化锋面,其与爆发性整体流（BBF）密切相关;另一种为全球偶极化,其与等离子体片的膨胀密切相关.亚暴触发开始约7min后,THEMIS卫星在低中高纬都可以观测到Pi2脉动的发生,且Pi2脉动的振幅随着纬度的升高逐渐变大.此次亚暴事件中的离子整体流速度主要是由离子电漂移速度引起的,测得的电场为局地磁通量变化导致的感应电场.      

中国航天器史上的数个"第一"

□□第1颗人造地球卫星———东方红-1上天并运行,它使中国成为世界第5个拥有自制人造地球卫星的国家。·第1颗返回式卫星———返回式卫星-0上天并运行,它使中国成为世界第3个掌握航天器返回技术的国家。·第1颗自旋稳定地球静止轨道通信卫星———东方红-2上天并运行,它标志着中国拥有独立研制、发射和运行地球静止轨道卫星的能力,使中国成为世界第5个拥有自制通信卫星的国家。·第1颗极轨气象卫星———风云-1A上天并运行,它标志着中国拥有研制、发射和运行太阳同步轨道卫星的能力,使中国成为世界第3个拥有自制极轨气象卫星的国家。·第…     

硅太阳能电池和硅橡胶的真空—紫外辐照试验

<正> 前言众所周知,硅太阳能电池是空间飞行器的重要光电转换器件,它给飞行器上各种仪器供电。由于空间带电粒子和太阳紫外线辐射损伤电池,使电池效率下降,甚至完全失效,所以通常将防辐照玻璃盖片或其他材料粘贴在表面,以保护电池。国内外对各种电池(包括各种盖片和粘结剂)曾做过大量的粒子、紫外辐照试验,其结果都表明,各种辐照可使电池的光谱响应和转换效率下降。从70年代开始,很多电池的辐照试验都是在卫星或者飞船上进行。如在1974年发射的ATS—6卫星上,硅太阳能电池飞行试验表明,在同步轨道上的2年飞行中,电池的Isc下降约14%,最大功率下降15%以上。而在50天的飞行中,太阳紫外辐照效应引起电池Isc下降约2～3%。     

2010年4月地球同步轨道相对论电子增强事件分析

为研究2010年4月地球同步轨道相对论电子通量异常增强事件的原因, 选取了2004-2010年之间高速太阳风下7个类似事件进行对比分析. 探讨了多种可能导致此次异常事件的太阳风和地磁条件. 结果表明, 较弱的磁暴使得相对论电子高通量区域更接近同步轨道, 此外, 哨声波加速很可能在2010年4月地球同步轨道相对论电子通量异常增强事件中起到重要作用. 磁暴强度与种子电子的注入深度密切相关, 表现为Dst指数曲线的形态与能量为30～100keV的电子高通量区域的下边缘高度吻合. 能量为30～100keV电子的注入深度影响了能量大于300keV的电子出现的磁层区域. 此事件中, 由于磁暴相对较弱, 种子电子向内磁层注入的深度较浅, 更靠近同步轨道区域, 这使得相对论电子大量出现的区域也靠近同步轨道, 最终导致同步轨道相对论电子通量异常增强. 另外, 2010年4月地球同步轨道相对论电子通量异常增强事件中, 高强度的亚暴提供了充足的种子电子并加强了波粒相互作用, 这也是相对论电子增强的必要条件.      

带电卫星寿命问题的讨论

本文利用能量观点,研究了带有电荷的人造卫星在地球引力场和磁场中运行时,在大气阻力作用下的寿命问题。文中推出了带电卫星在圆形轨道上决定生存时间的理论公式,并用理论公式对卫星带电后,对其寿命的影响做了数值估计。     

获国家科技大奖的委内瑞拉卫星-1

2008年10月30日00:53,委内瑞拉卫星-1由长征-3B运载火箭从西昌卫星发射中心发射,11月9日成功定点。截至2013年4月30日,委内瑞拉卫星-1已经稳定运行了4年7个月。委内瑞拉卫星-1的成功研制奠定了我国地球同步轨道通信卫星发展的坚实基础。     

高分辨率地球同步轨道卫星凝视成像基本模式研究

当前,遥感卫星普遍采用太阳同步轨道观测方式,其中30m分辨率的环境卫星相机采用双星组网观测,重复观测最短周期需要2天,米级/亚米级分辨率商业卫星即使采用多星组网观测,多数情况下重复观测最短周期也要1天左右。然而,由于地球同步轨道凝视成像技术实现重复观测最短周期主要取决于成像时的光电转换和信号读出过程,可以以秒计,所以在应对地震、台风、火情、汛情等诸多紧急事件中,优势极为明显。据报道,中国计划发射的高分-4卫星是地球同步轨道上的光学遥感卫星,光学分辨率为50m,将成为现有太阳同步轨道对地观测体系的重要补充。为了用好该卫星,从天地一体充分挖掘遥感图像信息的角度出发,现对地球同步轨道卫星在轨凝视成像模式有关问题进行分析。     

八只眼睛看地球——日本先进地球观测卫星一号

今年8月17日,日本用H—2火箭把当今世界上最大的对地观测卫星——“先进地球观测卫星—1”(ADEOS—1)送入了距地球表面800公里高的太阳同步轨道。卫星重3.5吨,长宽均为4米,高7米,价值900亿日元,预计寿命3年,是目前日本发射的最贵重的卫星。 该星采用三轴稳定方式,每天绕地球14圈,每运行585圈通过同一地区。其砷化镓挠性电池板(长24米)能提供4.5千瓦功率的电能。另外,星上还有5个35安时的镉镍蓄电池,最大放电深度为20％。该卫星最引人注目的是装备了日本、美国和法国研制的8种遥