一种地球同步轨道材料不等量带电仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种地球同步轨道材料不等量带电仿真方法。使用本发明专利技术能够有效地仿真分析航天器不同表面结构、不同材料在地球同步轨道上的不等量带电过程。本发明专利技术构建航天器表面材料结构等效模型，利用电子和离子的双麦克斯韦分布拟合同步轨道磁暴等离子体分布谱，然后结合材料二次电子发射谱和光电子发射谱，利用PIC(Particle‑In‑Cell)方法有效的仿真分析同步轨道航天器材料不等量带电效应过程，具有模拟过程清晰，模拟结果和实际监测带电情况较符合等优点，为航天器典型区域材料结构抗静电防护设计和表面电位主动控制提供重要参考。

【技术实现步骤摘要】
一种地球同步轨道材料不等量带电仿真方法
本专利技术涉及空间环境仿真
，适用于地球同步轨道(GeosynchronousEarthOrbit)航天器表面相邻材料的不等量带电(DifferentialCharging)过程模拟，具体涉及一种地磁亚暴发生时在磁暴等离子体环境下的航天器表面不等量带电效应仿真分析方法。
技术介绍
地球同步轨道地面高度约为36000km，通常情况下，整个轨道贯穿向阳面来自太阳风的高能电子离子云(常引起地磁亚暴)、外范艾伦辐射带以及地球阴影区的低能高密度的等离子体环境。由于同步轨道贯穿的区域不同，而不同区域等离子体能量和温度存在巨大差异，从而形成了同步轨道航天器极其严酷的充电环境。航天器在轨运行时与周围空间等离子体、太阳辐射和磁场环境等因素相互作用，会导致空间电荷在航天器表面积累形成表面带电。由于航天器表面不同材料的特性不同，导致表面电位的差异化，进而形成不等量带电。材料表面的不等量带电不仅取决于航天器周围的等离子体状态，也与表面材料的二次电子、背散射电子、光电子发射特性相关，同时受到材料的体泄露电流的影响。不等量带电除了会加重航天器的表面污染，降低表面材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地球同步轨道材料不等量带电仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，建立空间所采用材料的特性参数数据库；步骤2，分别采用电子和离子的双麦克斯韦分布拟合地球同步轨道的等离子体分布状态；步骤3，根据待仿真的航天器表面材料结构、材料面积和接地方式，构建等效模型；其中，等效模型的结构为：介质‑介质结构和/或介质‑金属结构；等效模型中材料的连接方式为：平接和/或搭接；步骤4，在PIC中导入步骤3构建的待仿真区域的等效模型，并赋予步骤1数据库中的对应材料的特性参数；根据步骤2构建的电子双麦克斯韦分布和离子双麦克斯韦分布构建仿真环境；然后利用PIC方法计算获得待仿真区域的材料不等量带电仿真结果。

【技术特征摘要】
1.一种地球同步轨道材料不等量带电仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，建立空间所采用材料的特性参数数据库；步骤2，分别采用电子和离子的双麦克斯韦分布拟合地球同步轨道的等离子体分布状态；步骤3，根据待仿真的航天器表面材料结构、材料面积和接地方式，构建等效模型；其中，等效模型的结构为：介质-介质结构和/或介质-金属结构；等效模型中材料的连接方式为：平接和/或搭接；步骤4，在PIC中导入步骤3构建的待仿真区域的等效模型，并赋予步骤1数据库中的对应材料的特性参数；根据步骤2构建的电子双麦克斯韦分布和离子双麦克斯韦分布构建仿真环境；然后利用PIC方法计算获得待仿...

【专利技术属性】
技术研发人员：李得天，杨生胜，秦晓刚，赵呈选，王俊，陈益峰，史亮，薛玉雄，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃,62