[发明专利]一种航天器表面电位主动控制方法

权利要求书

1.一种航天器表面电位主动控制方法，其特征在于，采用液态金属离子源对航天器表面电位进行控制，其中，所述液态金属离子源和航天器外表面均接地，但两者互相绝缘，该方法具体包括如下步骤：

(1)在航天器进入轨道阴影区之前，对所述液态金属离子源的固态金属进行预加热，使固态金属熔化并保持在熔融状态；

(2)当航天器进入轨道阴影后，实时获取航天器表面电位V_s；

(3)对航天器表面电位V_s进行实时判定：

当航天器表面电位V_s大于0并且大于预设的正电位限制值V_l时，执行步骤(4)-(5)；当航天器表面电位V_s小于0且小于预设的负电位下限值V₂时，执行步骤(6)-(7)；其中，所述预设的负电位下限值V₂取为航天器表面不发生放电的最低安全电位；

(4)控制液态金属离子源向远离航天器方向的空间发射正离子流；

(5)当航天器表面电位V_s达到或小于预设的正电位限制值V_l时，控制液态金属离子源停止发射正离子流，判断航天器是否离开轨道阴影区：如果未离开，返回步骤(2)；如果离开轨道阴影区，执行步骤(8)；

(6)将液态金属离子源的接地断开，同时控制液态金属离子源向远离航天器方向的空间发射正离子流；

(7)当航天器表面电位V_s达到或大于预设的负电位V₃时，控制液态金属离子源停止发射正离子流，并恢复液态金属离子源接地；判断航天器是否离开轨道阴影区：如果未离开，返回步骤(2)；如果离开轨道阴影区，执行步骤(8)；所述预设的负电位V₃大于预设的负电位下限值V₂；

(8)停止对液态金属离子源加热，由此完成对航天器表面电位的主动控制。

2.如权利要求1所述的一种航天器表面电位主动控制方法，其特征在于，在所述(1)中，所述金属离子源的固态金属采用金属铟时，预加热温度控制在180℃至200℃的范围内。

3.如权利要求1所述的一种航天器表面电位主动控制方法，其特征在于，所述液态金属离子源的数量为1个或者大于1个。

4.如权利要求1所述的一种航天器表面电位主动控制方法，其特征在于，所述预设负电位V₃根据航天器在轨道阴影区的飞行时间以及航天器表面电位的变化速度确定，其大小保证航天器在轨道阴影区运行过程中，其表面电位不会再次下降到预设表面电位下限值V₂。