航天器的表面带电及其防带电设计

本文概要叙述了航天器表面带电对航天器系统的危害并提出在航天器设计和制造期间所必须考虑的相关问题。随后介绍了国外有关航天器表面带电问题的技术文档,其中包括用于评价和控制航天器带电影响的设计指南、航天器带电试验技术标准及航天器带电手册。最后简要介绍了这些技术文档在减少航天器带电危害中的作用及使用方法。     

北京卫星环境工程研究所金秋学术交流掠影(之一)——日本航天器表面带电专家Mengu Cho教授来所讲学

2007年9月10～13日,日本九州技术学院(KIT)航天器环境工程实验室主任、航天器表面带电专家Mengu Cho教授到北京卫星环境工程研究所讲学、交流。Mengu Cho教授1993年于美国获得航天器表面带电专业博士学位,并长期从事航天器的表面带电试验和理论研究,编写了ISO标准"卫星太阳帆板空间带电引起的静电放电试验",在卫星高压太阳电池阵表面充放电效应评估、验证技术方面有深厚理论基础和丰富经验。     

航天器表面电荷激发空间静电场规律研究

从带电表面微元出发,通过求解泊松方程,得到带电介质平板表面邻近空间静电势的解析表达式,建立介质表面电位-介电常数模型,求得了带电介质平板表面电位、表面带电量和介质介电常数三者之间的关系式。结合典型的航天器表面介质材料带电案例,对此类圆盘结构介质平板带电问题进行了仿真分析,结果表明,在介质材料表面电位一定的情况下,表面电荷激发的空间静电势值随距离的增大而减小,并且距离介质表面越近,电势的空间变化率越大;在介质材料带电量相等的情况下,介质表面电位随着介质介电常数的增大而减小,并逐渐趋于一个稳定值,所以在一定范围内选择介电常数较大的介质材料可以降低介质的表面电位,减小介质间发生静电放电的几率。     

缓解航天器带电方法的研究

空间等离子体和航天器表面的相互作用常会导致航天器带电,造成危害。近年来,有人提出或试验了一些缓解的办法。文章对现有的缓解方法进行评论,讨论每一种方法的优缺点,并举SCATHA和DSCS卫星的例子对取得的结果加以说明。     

主动控制航天器带电水平的模拟方法

随着航天器向高轨道、长寿命的方向发展,如何降低航天器表面带电对航天器正常功能的不良影响成为愈加突出的问题。文中简要介绍了主动控制航天器带电水平的两种方法——栅极屏蔽法和散射中心法。     

表面带电对航天员出舱活动的影响及对策分析

根据我国某载人航天器在轨飞行时的空间环境和航天器表面带电的机理,对航天器表面带电进行了仿真,并对结构切割地磁场的感应电势进行计算。在此基础上,分析了表面带电对航天员出舱的影响,以及出舱安全性防护措施,计算出主动电位控制系统最大发射电流。研究结果可为航天员出舱安全防护提供参考。     

面向在轨服务的可重构细胞卫星关键技术与展望

为解决传统航天器设计模式所面临挑战,本文分析了当前航天器设计的技术现状和体系结构不能满足在轨服务要求等突出问题。以“凤凰重生”的设想为代表,提出了面向在轨装配任务的可重构细胞卫星技术,分析了细胞卫星的内涵和结构及接口设计理念。针对面向空间装配的在轨服务所面临的挑战,提出了可重构细胞星的关键技术,包括构型优化、信息融合、多细胞结构的控制和针对精细装配的空间遥操作等。最后针对我国的技术现状,提出了我国开展细胞卫星研究所需解决的问题和未来发展建议。     

卫星故障及对策（一）

如何延长卫星寿命,是所有卫星制造商和用户关心的问题。虽然卫星的设计寿命一直在稳步增长,但依然有多种多样的因素导致卫星发生故障。本文以大量的实例阐述了导致卫星产生故障的多种因素,并提出了相应的对策,最后提出了未来的航天器长寿命技术。     

卫星总装过程静电防护研究

静电防护是卫星总装过程中质量控制和安全保障的一个重要方面.为了提高航天器总装过程的静电控制水平,文章以某型号卫星为例,针对卫星总装实施特点,对卫星的总装过程进行了静电防护的相关试验和分析研究.首先使用FMEA分析表格,提出静电防护的关键项目,再利用静电检测手段,对这些关键项目进行静电测试.根据测试结果数据分析,查找出卫星总装过程中静电防护的薄弱环节,并针对性地提出相应的静电控制措施.这些研究成果为航天器总装静电控制的具体实施提供了技术支持,是对航天器总装过程静电防护深入研究的有益探索.     

地球同步卫星的充放电问题及其防护

文章介绍了同步轨道卫星处于磁层亚暴环境时出现的不均匀充放电现象以及其对卫星产生的不利影响:1.引起电源和电子分系统异常;2.促进表面对带电污染物的吸附;3.引起材料物理损伤,导致表面光学、热学性能退化;4.影响科学探测的结果。本文还综述了保障卫星安全运行的工程防护措施及地面模拟试验。     

微生物太空歼灭战

国际空间站根据航天器微生物产生、传播和腐蚀作用等三个密切关联的阶段,从微生物源控制、舱内气体环境控制和结构表面控制等三个模式,构建了航天器微生物综合控制的整体解决方案。针对微生物源,使用抗菌清洁用品、粪便消毒处理、废弃物真空密封等方式;针对舱内气体环境,采用循环过滤除尘灭菌系统等技术完成对舱内环境的灭菌功能;针对结构表面,通过材料抗菌技术、表面抗菌及洗消技术控制结构表面微生物,最终实现微生物控制。     

《航天器环境工程》征稿简则(2016年6月版)

《航天器环境工程》是由中国航天科技集团公司主管、北京卫星环境工程研究所(隶属于中国空间技术研究院)主办的中国科技核心期刊,是国内航天器环境工程专业领域唯一的学术、技术性期刊,广泛报道本专业最新研究成果和技术成就,主要涉及空间环境及其效应的理论研究与仿真、模拟技术与试验方法、结构/材料评价与防护设计等,内容涵盖真空与低温、力学、热学、声学、电磁学、辐射与防护、光学、材料科学、可靠性技术等多个学科。办刊宗旨是推动航天器环境工程的发展和应用,服务于我国卫星研制、载人航天及深空探测(含探月工程)。     

卫星多层隔热组件表面等电位控制工艺

文章基于电磁监测卫星的空间等离子体表面带电环境和等电位要求,对卫星多层隔热组件表面等电位的控制方法进行分析和优化,给出多层隔热组件制作、安装、接地、检测和保护工艺方法,从而满足整星表面的电位差在±2 V以内的控制要求。     

计入带电粒子入射角度对次级电子效应影响时航天飞行器的带电特性

本文采用由实验得到的带电粒子入射角度对次级电子的影响关系,根据轨道限制电流收集理论,导出了不同几何形体航天器的次级电子数通量表达式;并按局部电流平衡模型,计算了航天器背阴面的带电电位。结果表明,计入带电粒子入射角的影响后,航天器表面负电位的数值有一定减少。因此,在计算航天器表面带电时,应当考虑这种影响。     

电磁超材料在超宽带雷达隐身微小卫星设计中的应用

针对微小卫星在雷达频段面临的宽带隐身问题,提出利用电磁超材料实现卫星隐身的设计方案,该方案包括两种不同类型的电磁超材料雷达吸波体.其中多层结构超宽带吸波体利用高阻表面设计耦合型吸波结构,适用于微小卫星星体及太阳能电池阵背光面,工作频带覆盖S、C、X、Ku频段;透光型混合结构宽带吸波体利用高透光的氧化铟锡设计吸波结构,适...     

近地轨道大型航天器的环境充电

许多空间实验和电子计算机预测已经揭示，在极光电子环境中大型航天器的充电电位会高达６０００－－７０００Ｖ。对采用大功率太阳阵的航天器而言，其相对于空间等离子体的悬浮电位将因太阳阵工作电压的提高而增加。例如表面材料因遭受离子轰击和电弧放电而老化、剥蚀、由于材料再沉积而使表面污染增加以及航天器电子系统因静电放电而受到严重的干扰和破坏等。因而对载人航天和长寿命空间站而言，解决航天器带电问题不可等闲视之。对     

微小卫星星务计算机系统的容错控制策略研究

微小卫星系统是一个可靠性要求很高的系统,需要由具有容错能力的星载计算机来控制。针对微小卫星重量、体积、功耗的限制,提出了一种微小卫星的星务计算机系统的可靠性设计方案,设计中采用双模冗余方案搭建系统的容错结构,并根据卫星的运行要求提出了适用于微小卫星的温备份方式容错控制策略,介绍了一些用于支持温备份方式容错控制策略的关键技术。通过分析在微小卫星设计中的适用情况,温备份策略从硬件开销和时间开销两个方面都有利于卫星的设计。在立体测绘微小卫星“试验卫星一号”的星务计算机系统中的应用表明,提出的可靠性设计方案能够提高小卫星的可靠性、安全性以及实时性。     

空间电子辐照介质材料带电效应研究进展

针对空间电子辐照对介质材料所产生的带电效应对在轨航天器的服役性能带来了巨大威胁,为深入理解和探究空间电子辐照带电效应的特性和规律,重点介绍了在电子辐照环境下,介质材料的表面电位特性、材料的总带电电荷量以及电子辐照介质内部的实时电荷分布以及动态演变特性,并进一步阐述了带电状态对二次电子发射的反馈动态影响研究。此外,概括了近年来国内外对电子辐照带电的理论数值模拟方法及发展情况。     

复材结构航天器静电特性及防护技术

复合材料结构航天器静电防护特性相对于金属材料结构航天器而言呈现出较大差异。文章针对新型天地往返无人航天器,研制了高温条件下材料电阻率测试专用探头和测试系统,并从材料静电特性、静电防护设计等方面开展了复材结构航天器静电特性研究。结果表明:作为冷结构的碳纤维复合材料属于导静电型材料,可以满足防静电需要;在航天器地面着陆后,可通过导静电轮胎将飞行器冷结构上的静电释放至大地,实现对航天器着陆后的静电防护;采用局部静电消除的方法,可消除热防护绝缘材料上的静电,将航天器热防护材料表面静电降低至安全范围内,保证再入返回着陆后人员的操作安全。     

《航天控制》选题大纲

<正>1总体与系统技术1. 1航天器动力学模型技术1. 2航天器控制系统方案设计1. 3系统集成与一体化设计技术2制导、导航和控制技术2. 1先进的信息与控制理论及应用2. 2全程复合制导技术(星光、卫星导航系统)2. 3精确末制导技术2. 4航天器自主导航和组合导航技术