[发明专利]航天器结构电位主动控制装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于航天器空间环境效应防护领域，具体涉及一种航天器结构电位主动控制装置及其控制方法。

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发生静电电荷积累。在航天器设计时，一般将其整体金属框架结构当做电路中的“地”，称为“结构地”，其电位即为“地电位”。但空间中的“0电位”一般指航天器周围等离子体的电位，而由于航天器作为一个整体悬浮在空间中，电荷积累在结构地中会导致结构地电位升高偏离“0电位”。航天器的结构地相对于空间等离子体的电位即称为结构电位。

结构电位漂移会影响卫星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。因此，对于测量和测控精度要求较高的航天器必须对其结构电位加以控制。

国外的研究和在轨试验结果，已经证明主动向空间发射电子是目前唯一能够将航天器结构电位在短时间内控制在“0电位”附近的方法。

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。

本发明实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种能够快速降低航天器结构电位的航天器结构电位主动控制装置。

本发明还提供一种航天器结构电位主动控制方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种航天器结构电位主动控制装置，包括朗缪尔探针，空心阴极，引出电极；所述朗缪尔探针设置在所述空心阴极的一侧，所述朗缪尔探针设置在航天器结构的外壁上，所述空心阴极设置在所述航天器结构的外部，所述空心阴极地与航天器结构地连接，所述引出电极相对于所述空心阴极的喷口设置，所述引出电极连接电源。

本发明还提供一种航天器结构电位主动控制方法，开启朗缪尔探针，获取航天器结构电位，然后控制空心阴极和引出电极向空间发射电子，从而控制航天器结构电位。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

①可以快速降低航天器结构电位；

②可以将航天器结构电位保持在0V左右；

③可以通过改变气体流量和引出电极电位，适应不同轨道和结构的航天器的结构电位控制需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的航天器结构电位主动控制装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的航天器结构电位主动控制方法的结构示意图。

附图标记：

1-朗缪尔探针；2-空心阴极；3-引出电极；4-航天器结构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，一种航天器结构电位主动控制装置，包括朗缪尔探针1，空心阴极2，引出电极3；朗缪尔探针1设置在空心阴极2的一侧，朗缪尔探针1设置在与航天器结构4的外壁上，空心阴极2设置在航天器结构4的外部，空心阴极地与航天器结构地连接，引出电极3相对于空心阴极2的喷口设置，引出电极3连接电源。

采用本发明的装置可以快速降低航天器结构电位；可以将航天器结构电位保持在0V左右。本发明的朗缪尔探针需远离空心阴极，朗缪尔探针的设置位置，以其检测精度不受到空心阴极发射的电子影响为宜。

优选地，朗缪尔探针1通过支架5与航天器结构4的外壁相连。朗缪尔探针放置在支架上，支架固定在航天器结构上，保证了朗缪尔探针与航天器结构的绝缘。