[发明专利]航天器结构电位主动控制装置的验证试验装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种航天器结构电位的主动控制装置的验证技术，特别是一种航天器结构电位主动控制装置的验证试验装置及方法。

背景技术

航天器在轨运行时，会与空间等离子体和高能电子等环境相互作用从而发生静电电荷积累及泄放过程，此种现象被称之为航天器充放电效应或航天器带电效应。航天器在空间运行过程中，一般都采用自身结构电位作为地电位。结构电位是指航天器作为一个整体悬浮在空间中，其结构相对于空间等离子体的电位。由于航天器结构相对空间的电容有限，在空间带电环境作用下，收集电荷，会产生结构电位变化的现象。

对一般的航天器来说，结构电位漂移会影响航天器测量系统和测控系统的正常工作，造成测量结果误差和测控数据紊乱。而对于载人航天器来说，结构电位超过-40V时，航天员出仓活动就有可能发生触电，造成致命危害。

目前，国内外研究了多种航天器结构电位的控制方法，这些方法的原理是一致的，即通过向空间发射电子，降低航天器结构电位。

然而，现有技术中，并没有对这些航天器结构电位控制技术进行验证试验的装置和方法，导致了这类技术的效果得不到保障。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明的一个主要目的在于提供一种航天器结构电位主动控制装置的验证试验装置及方法，用于对航天器结构电位主动控制装置进行验证试验，检测其有效性。

根据本发明的第一方面，一种航天器结构电位主动控制装置的验证试验装置，包括真空室，和位于真空室内的低能电子枪、铝平板、收集电极和电位监测模块；

其中，

所述低能电子枪用于向位于其下方的所述铝平板发射能量为50kev的电子；

所述铝平板与被测的航天器结构电位主动控制装置电连接，用于向所述被测的航天器结构电位主动控制装置释放电子，所述航天器结构电位主动控制装置再将电子释放到位于所述航天器结构电位主动控制装置上方的所述收集电极上；

所述电位监测模块与所述铝平板相连，用于监测所述铝平板上的电位变化信息。

根据本发明的第二方面，一种基于航天器结构电位主动控制装置的验证试验装置的验证试验方法，包括：

低能电子枪向铝平板发射小于100kev的电子，对铝平板进行充电；

当铝平板电位达到第一预定电位U1时，关闭低能电子枪，如果航天器结构电位主动控制装置启动，将启动时刻记为t1；

当铝平板电位达到第二预定电位U0时，如果航天器结构电位主动控制装置关闭，将关闭时刻记为t2，其中第二预定电位小于第一预定电位；

计算被测航天器结构电位主动控制装置的电位控制速率为

v=|U1|-|U0|t2-t1;]]>

基于所述电位控制速率推算被测航天器结构电位主动控制装置发射电子的电流大小；

验证所述电流是否达到指标要求。

采用本发明的航天器结构电位主动控制装置的验证试验装置及方法，可以对航天器结构电位主动控制装置进行验证试验，检测其有效性。

附图说明

参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。

图1为本发明的航天器结构电位主动控制装置的验证试验装置的一种实施方式的结构图；

图2为本发明的基于航天器结构电位主动控制装置的验证试验装置的验证试验方法的一种实施方式的流程图。

具体实施方式