[发明专利]一种就位测量月球表面电位的装置

说明书

本发明提出一种就位测量月球表面电位的装置，包括：屏蔽栅网(3)、阻滞栅网(4)、收集电极(5)、主体结构(7)、接触式地网(8)和内部电路；所述主体结构(7)为长方体，在其上方，设置一个圆形开口，开口处设置用于阻挡电子穿过的屏蔽栅网(3)和用于阻滞离子穿过阻滞栅网(4)；所述屏蔽栅网(3)设置于阻滞栅网(4)的上方；在阻滞栅网(4)的下方，设置收集电极(5)；所述收集电极(5)与内部电路相连；所述主体结构(7)的下方，设置有支撑脚结构(6)，以便于放置在月球表面；所述接触式地网(8)设置于支撑脚结构(6)与月球表面之间，与所述内部电路通过导线连接，为内部电路提供基准地电位。

技术领域

本发明属于航天领域，具体而言，涉及一种就位测量月球表面电位的装置。

背景技术

未来随着月球探测的开展，我国的航天器和航天员将会在月球表面开展相关科学探索和研究。相关研究表明，月球表面电位在夜间和白天存在巨大的差别。月表表面电位及其变化对航天员在月球环境中的安全活动至关重要。因此，需要一种能够测量月球表面电位的设备，获得真实可靠的月表电位，为安全的月面活动提供数据参考。目前，科学家对月球表面电位的研究大都处于模拟仿真的阶段。

月球表面覆盖着一层风化层，即月壤。由于空间带电粒子的作用，使得月壤带有大量电荷，从而形成月表电位。但是，月壤的导电性能较差，不同于地球土壤的良好导电性，因此需要设计能够适应月壤的装置，以获取不同地形地貌的区域电位。

发明内容

本发明的目的在于解决目前科学家对月球表面电位的研究大都处于模拟仿真的阶段，缺少测量装置的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种就位测量月球表面电位的装置，所述装置包括：

屏蔽栅网(3)、阻滞栅网(4)、收集电极(5)、主体结构(7)、接触式地网(8)和内部测量电路和内部电压电路；

所述主体结构(7)为长方体的箱体，在其上方，设置一个圆形开口，开口处设置用于阻挡电子穿过的屏蔽栅网(3)和用于阻滞离子穿过阻滞栅网(4)；

所述屏蔽栅网(3)设置于阻滞栅网(4)的上方；在阻滞栅网(4)的下方，设置收集电极(5)；

所述屏蔽栅网(3)和阻滞栅网(4)与内部电压电路相连；

所述收集电极(5)与内部测量电路相连；

所述主体结构(7)的下方，设置有支撑脚结构(6)；

所述接触式地网(8)设置于支撑脚结构(6)与月球表面的局部区域之间，与所述内部电路通过导线连接，将月球表面电位作为内部电路基准地电位；

根据所述内部测量电路采用现有的测量电流电路设计，测得的电流变化的拐点处内部电压电路产生的扫描电压和入射离子电位相等，计算得月球表面电位。

作为所述装置的一种改进，所述所述支撑脚结构(6)，分为4个可展开到一定角度的支撑脚，所述4个支撑脚可向内折叠在主体结构(7)的下方，与底面平齐。

作为所述装置的一种改进，所述接触式地网(8)为对称的米字形辐条，在辐条上布置环形线圈；其中，辐条和环形线圈均为金属导体；

作为所述装置的一种改进，所述接触式地网(8)以直接接触的方式获得待测月表局部区域电位V_o，并通过导线与所述内部电路的“地”连接。

作为所述装置的一种改进，所述内部电压电路，采用现有的电压电路设计，用于以待测局部月球表面电位V_o为基准，产生抑制电压V_e加载到屏蔽栅网(3)上以阻挡电子穿过，和产生扫描电压V_s+V_o加载到阻滞栅网(4)上以阻滞离子穿过。