[发明专利]一种用于评估卫星深层充电的风险的方法

摘要

本发明属于航天器空间环境防护设计和在轨管理应用中的空间辐射环境效应评估领域，具体涉及一种卫星深层充电评估方法，适合于自旋稳定平台、三轴稳定平台为代表的各类静止轨道卫星内平板结构、同轴线套等介质充电评估。本发明在已有的电流平衡理论的深层充电评估方法基础上，提出采用卫星实测高能电子连续数据进行卫星深层充电评估，克服了过去常用基于平衡理论的充电评估的过量和不足，从而具有更好的科学性和更高的实际应用价值。

主权项

一种用于评估卫星深层充电的风险的方法，其特征在于：包括：步骤1：将卫星内部需要评估的遮挡和部件抽样成平板结构或同轴型结构，并求得介质厚度值；步骤2：以预定的时间间隔获取一个评估时间段内的高能电子输入数据；步骤3：利用线性沉淀法公式计算每个时刻的不同能段在介质内的通量‑深度和剂量率‑深度的对应关系，并最后求得所有能段的总通量和总剂量率分布关系；步骤4：依据步骤1中求得的介质厚度并根据步骤3中所计算出来的每个时刻的通量‑深度对应关系和剂量率‑深度的对应关系，利用以下方程组来获得介质中的电荷密度和电场分布：Jt(x,t)＝Jde(x,t)+Jin(x,t)  (1)Et(x,t)=Et-1(x,t)(exp-Δtτt)+Jt(x,t)σt(1-exp(-Δtτt))---(2)]]>σt=σ0+σD=σ0+k×D(x·)Δ---(3)]]>其中,Jt(x,t)为x深度处t时刻的总电流密度；Jde(x,t)为x深度处t时刻电子在介质中的由通量‑深度对应关系得出的空间电流密度，从步骤3得到；Jin(x,t)为t时刻由周围介质层面流入到x深度处的电流密度，由对应于与本介质层相邻的介质分层在步骤4求得；Et(x)和Et‑1(x)分别为t时刻及之前时刻电场强度，τt和σt分别为待评估的深层充电介质的t时刻介质时间常数和介质电导率，Δt为计算时间步长,σ0为介质本征电导率，σD为辐射诱发电导率，k和Δ为辐射诱发电导率的系数和指数，为剂量率‑深度对应关系；步骤5：根据步骤4中的计算结果，整理所有时刻的介质内电场分布，以获得每个时刻电场强度最大值Et,max；及步骤6：采用步骤5中得到的每个时刻介质内电场强度最大值Et,max，分析在整个待评估的时间段内所有时刻的介质内电场强度最大值，将其与介质所能承受的放电电场强度最大阈值进行比较，如果大于该阈值，则放电风险较大，否则放电风险小。