空间充放电效应

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1、空间充放电效应等离子体由 大 量 电 子 和 离 子 组 成 的 、 整 体 上 呈 准 中 性 的 物 质 。 当 物 质 的 温 度 足 够 高 或 者获 得 足 够 高 的 外 部 能 量 时 ， 其 分 子 或 原 子 被 电 离 成 电 子 和 离 子 ， 电 离 气 体 就 是 典 型 的等 离 子 体 。 区 别 于 气 态 、 液 态 、 固 态 ， 是 物 质 的 第 四 态 。空间等离子体宇 宙 空 间 绝 大 部 分 物 质 以 等 离 子 体 的 形 式 存 在 ， 即 为 空 间 等 离 子 体 。 常 见 的 有地 球 和 其 他 行 星 的 磁 层 和 电 离 层

2、 ， 以 及 日 层 （ 太 阳 风 ） 、 太 阳 大 气 和 星 际 空 间 的等 离 子 体 。空间等离子体环境效应 空 间 等 离 子 体 由 于 携 带 的 电 荷 以 及 具 有 良 好 的 导 电 特 性 ， 其 与 航 天 器 相 互 作 用会 导 致 航 天 器 表 面 充 放 电 、 太 阳 电 池 电 流 泄 露 和 弧 光 放 电 等 效 应 。航天器表面充放电效应航 天 器 运 行 于 空 间 等 离 子 体 中 时 ， 其 表 面 材 料 在 低 能 电 子 为 主 的 粒 子 轰 击 下 被充 以 一 定 的 负 电 荷 ， 材 料 在 粒 子 轰 击 下 发 射

3、 出 二 次 电 子 ， 以 及 在 太 阳 光 照 射 下 发 射 出光 电 子 ， 最 终 导 致 航 天 器 表 面 被 充 至 一 定 的 电 位 、 以 及 不 同 部 位 的 不 同 材 料 被 充 以 不同 的 电 位 。 当 充 电 电 位 或 电 位 差 达 到 一 定 阈 值 时 ， 会 发 生 放 电 ， 导 致 材 料 受 损 以 及 产生 ESD 毁 坏 或 干 扰 电 子 设 备 。外 辐 射 带 增 强 电 子主 要 发 生 在 地 球 外 辐 射 带 区 域 、 伴 随 着 太 阳 风 高 速 流 等 太 阳 活 动 现 象 而 出 现 的数 百 keV 至 数

4、 MeV 的 高 能 电 子 通 量 增 强 数 个 量 级 的 空 间 环 境 扰 动 现 象 ， 这 种 高 通量 的 高 能 电 子 通 常 导 致 航 天 器 深 层 （ 内 部 ） 充 放 电 效 应 。深 层 （ 内 部 ） 充 放 电 效 应空 间 的 高 能 电 子 侵 入 航 天 器 介 质 材 料 深 处 、 或 者 穿 透 航 天 器 蒙 皮 在 航 天 器 内 部沉 积 电 荷 ， 形 成 局 部 的 强 电 场 或 电 位 差 。 当 电 场 强 度 或 电 位 差 超 过 一 定 阈 值 时 产 生 放电 现 象 ， 破 外 材 料 、 损 坏 或 干 扰 电 子 设 备 。