[发明专利]一种月表尘埃累积质量的在轨测量装置和方法

权利要求书

1.一种月表尘埃累积质量的测量装置，其特征在于：所述装置包括模拟太阳光源(2)、全反射镜面(1)、太阳能电池片(3)、样品台(6)、负载电阻(4)、电压表(5)、样品台角度刻度盘(7)和支持结构；

其中样品台(6)为横U形支架，有上下两个侧壁，太阳能电池片(3)放置在上侧壁的上表面，所述上侧壁可在垂直方向转动，转动角度为0～90°；用于测量样品台转动角度θ的样品台角度刻度盘(7)固定在样品台(6)上侧壁的下表面，从样平台角度刻度盘(7)读出样品台(6)与水平面夹角θ，样品台角度刻度盘(7)的最小刻度为2.5°；

支持结构支撑全反射镜面(1)，全反射镜面(1)位于太阳能电池片(3)正上方，与水平面的夹角为45°，模拟太阳光源(2)水平射出的光到达全反射镜面(1)后又反射到太阳能电池片(3)上；负载电阻(4)和电压表(5)分别与太阳能电池片(3)并联。

2.一种月表尘埃累积质量的在轨测量方法，其特征在于：该方法采用如权利要求1所述装置，所述方法具体步骤如下：

步骤一、地面模拟月球尘埃累积质量试验，具体步骤如下：

①将1片标准三结砷化镓太阳能电池片平放在样品台上，打开模拟太阳光源(2)预热1小时后，调整模拟太阳光源(2)、全反射镜面(1)、太阳能电池片(3)之间的位置，直至在太阳能电池片(3)上得到光强为1个太阳常数的入射光；

②将标准三结砷化镓太阳能电池片更换为待测定的太阳能电池片(3)，所述待测定的太阳能电池片(3)与标准三结砷化镓太阳能电池片的尺寸规格相同；

③取大于或等于15片的玻璃盖片分别称重，在每片玻璃盖片上撒上不同质量的模拟月球尘埃后再分别称重，针对每片玻璃盖片用撒有模拟月球尘埃的质量减去玻璃盖片的净质量，得到每片玻璃盖片上撒上模拟月球尘埃质量m；

其中，所述玻璃盖片与太阳能电池片(3)的尺寸相同；所述模拟月球尘埃采用火山灰；

④取单片覆盖有模拟月球尘埃的玻璃盖片盖于待测定的太阳能电池(3)表面，调节样品台(6)的上侧壁与水平面之间的角度θ；记录电压表(5)读数，根据负载电阻(4)计算太阳能电池片输出电流I；

⑤通过改变样品台(6)与水平面的角度θ和更换覆盖有模拟月球尘埃的玻璃盖片，重复步骤④，得到不同太阳光入射角度θ下模拟月球尘埃累积质量与太阳能电池输出电流的对应关系；

步骤二、进行实际在轨监测时，每隔设定时间记录一次太阳能电池片在月球表面的输出电流数据，作为月球表面月球尘埃监测的直接数据；

步骤三、根据电流数据获取时的太阳光入射角度θ，将实际监测到的月球表面太阳能电池输出电流随时间变化的数据与步骤⑤得到的对应关系进行对比，得到实际月球尘埃累积质量随时间变化的曲线。

3.根据权利要求2所述的一种月表尘埃累积质量的在轨测量方法，其特征在于：步骤一中第⑤步得到不同太阳光入射角度θ下模拟月球尘埃累积质量与太阳能电池输出电流的对应关系后，根据公式I∝exp(-α·m)计算月球尘埃累积造成的光透过率下降的系数α。