The invention discloses an unequal charged test device for geosynchronous orbit materials. The invention can effectively generate the unequal charged environment of synchronous orbit required for experiment, and has the advantages of small fluctuation of plasma density and energy, adjustable plasma parameters and variable illumination conditions. The invention places the sample to be measured in a vacuum chamber to simulate the vacuum environment of geosynchronous orbit. Then, the double Maxwell distribution function is used to simulate the distribution of high-energy plasma in geosynchronous orbit, and two electron guns are used to simulate the plasma energy corresponding to the two peaks in the double Maxwell distribution function, respectively, so as to simulate the worst environment of geosynchronous orbit. Considering the influence of irradiation on the unequal charge effect of the material, the solar simulated ultraviolet light source was used to simulate the irradiation condition, so as to obtain the charge-discharge performance of the tested sample under the worst conditions and illumination conditions.
【技术实现步骤摘要】
一种地球同步轨道材料不等量带电试验装置
本专利技术涉及空间等离子体环境地面模拟
,适用于同步轨道航天器表面材料带电环境地面的模拟,具体涉及一种引起航天器表面相邻材料产生不等量带电效应的空间环境磁暴等离子体和光照环境地面模拟的试验装置。
技术介绍
地球同步轨道(GEO)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。由于航天器外表面材料的介电特性、光照条件、几何形状等情况不同,不等量带电具体表现为:航天器相邻外表面之间、表面与深层之间、表面与航天器“地”之间产生电位差。研究空间环境中航天器表面不同材料间的相互作用是一项复杂的工作,其困难主要表现在于,当一个表面电位发生变化时,其相邻所有表面电位也不得不随之发生改变。相应地,其它表面电位的变化也会反过来影响第一个表面及其它更多表面的电位。并且,不等量带电会在相邻的不同材料表面附近形成局部势阱和势垒,势阱的形成又会影响材料表面的光电子、背散射电子和二次电子的发射,进而影响材料表面的电位分布。地磁亚暴期间,同步轨道将有大量高能等离子体,其能量范围为0.1-50keV,目前国内外都是采用单麦克斯韦或双麦克斯韦分布函数对同步轨道等离子体特性进行表征,但由于同步轨道等离子体能量覆盖范围广,导致地面试验中模拟能谱等离子体特性存在很大的技术难度。目前,针对同步轨道航天器材料不等量带电效应地面模拟试 ...
【技术保护点】
1.一种地球同步轨道材料不等量带电试验装置,其特征在于,包括:电子枪A(3)、电子枪B(4)、太阳模拟紫外光源(5)、真空室、抽气单元、电位测量单元、放电测试单元和朗缪尔探针单元(6);外围设备为待测试样品(7);其中,待测试样品(7)放置在真空室内,抽气单元用于对真空室抽真空;所述电子枪A(3)和电子枪B(4)用于发射电子束,且电子枪A(3)和电子枪B(4)发射的电子束的能量分别为地球同步轨道上等离子双麦克斯韦分布的两个峰值所对应的能量;所述太阳模拟紫外光源(5)用于模拟地球同步轨道上的太阳紫外光强;待测试样品位于电子枪A(3)和电子枪B(4)的电子束叠加区域;且位于太阳模拟紫外光源(5)的照射范围;电位测量单元用于测量待测试样品(7)的不同材料表面和接触面处的电位;放电测试单元用于测量待测试样品(7)的放电性能;朗缪尔探针单元(6)用于测量真空室内不同位置处的等离子体密度和能量。
【技术特征摘要】
1.一种地球同步轨道材料不等量带电试验装置,其特征在于,包括:电子枪A(3)、电子枪B(4)、太阳模拟紫外光源(5)、真空室、抽气单元、电位测量单元、放电测试单元和朗缪尔探针单元(6);外围设备为待测试样品(7);其中,待测试样品(7)放置在真空室内,抽气单元用于对真空室抽真空;所述电子枪A(3)和电子枪B(4)用于发射电子束,且电子枪A(3)和电子枪B(4)发射的电子束的能量分别为地球同步轨道上等离子双麦克斯韦分布的两个峰值所对应的能量;所述太阳模拟紫外光源(5)用于模拟地球同步轨道上的太阳紫外光强;待测试样品位于电子枪A(3)和电子枪B(4)的电子束叠加区域;且位于太阳模拟紫外光源(5)的照射范围;电位测量单元用于测量待测试样品(7)的不同材料表面和接触面处的电位;放电测试单元用于测量待测试样品(7)的放电性能;朗缪尔探针单元(6)用于测量真空室内不同位置处的等离子体密度和能量。2.如权利要求1所述的地球同步轨道材料不等量带电试验...
【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,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
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