[发明专利]一种电推进羽流对太阳电池阵影响的研究方法

权利要求书

1.一种电推进羽流对太阳电池阵影响的研究方法，其特征在于，至少包括：

S1、研究不同电推进器羽流成分、能量及通量分布范围的分析方法；具体为：

S101、调研航天器采用的电推进器羽流种类；

S102、研究不同电推进器羽流分布的仿真方法；

S103、形成不同电推进器作用在太阳电池阵周围的羽流成分、能量及通量范围的数据库；

S2、研究电推进器羽流对太阳电池阵表面材料溅射腐蚀效应的分析方法；具体为：

S201、归纳总结不同类型及不同应用太阳电池阵所采用的表面元器件原材料；

S202、开展电推进羽流定性试验，找出对电推进羽流敏感的元器件原材料；

S203、开展电推进羽流敏感元器件原材料的电推进羽流定量试验；

S204、建立不同电推进羽流敏感元器件原材料溅射腐蚀效应仿真模型，用于评估电推进羽流对该元器件原材料的影响能力；

S3、研究电推进器羽流对太阳电池阵热效应的分析方法；具体为：

S301、建立太阳电池阵空间应用热仿真模型；

S302、开展不同空间环境与电推进羽流叠加热效应分析；

S4、研究电推进器羽流对太阳电池阵充放电效应的分析方法，具体为：

S401、对空间环境充放电效应进行机理分析，建立空间环境充放电效应仿真模型；

S402、以空间环境等离子体和不同组分电推进羽流能量及通量为输入对航天器模型进行充放电效应仿真分析；以空间环境等离子体为输入对航天器模型进行充放电效应仿真分析；

S403、以S402的仿真结果为依据，评估不同轨道电推进器羽流对太阳电池阵充放电效应的影响能力。

2.根据权利要求1所述的电推进羽流对太阳电池阵影响的研究方法，其特征在于：电推进器包括霍尔推力器和离子推力器，采用的工质为氙气或氪气。

3.根据权利要求2所述的电推进羽流对太阳电池阵影响的研究方法，其特征在于：S102具体为：基于SPIS软件构建航天器的几何模型，根据使用者的计算需要选择全PIC方法或者混合PIC方法对羽流中的等离子体进行模拟；采用MCC碰撞模型对羽流中离子与原子发生的电荷交换碰撞进行模拟。

4.根据权利要求3所述的电推进羽流对太阳电池阵影响的研究方法，其特征在于：S202具体为：采用功率为5000W的霍尔推力器进行电推进羽流定性试验分析，将S201所归纳总结的元器件原材料采用刚性太阳电池阵工艺安装于试验铝板上，试验铝板表面粘贴厚度为50μm的聚酰亚胺薄膜，根据5000W霍尔推力器羽流仿真分析，并根据分析结果，将试验件固定在不同羽流能量和通量点。

5.根据权利要求4所述的电推进羽流对太阳电池阵影响的研究方法，其特征在于：S203具体为：在不同成分羽流的能量和通量分布范围内，设置多个试验剂量点进行试验；依据太阳电池阵的在轨分布姿态设置试件相对于羽流的偏置角度；依据S202的分析结果，对羽流敏感的元器件原材料开展定量试验，并依据试验结果分析羽流入射角、入射能量及通量对太阳电池阵溅射腐蚀效应的影响；试验结果与已有分析模型进行对比，并得出不同材料的试验拟合参数、修正电推进器羽流对太阳电池阵表面材料溅射腐蚀效应影响模型。

6.根据权利要求5所述的电推进羽流对太阳电池阵影响的研究方法，其特征在于：S301具体为：开展不同组分、能量及通量羽流叠加不同轨道空间环境对太阳电池阵热仿真分析。

7.根据权利要求6所述的电推进羽流对太阳电池阵影响的研究方法，其特征在于：S401具体为：航天器表面的充电过程分为绝对充电和不等量充电，其中绝对充电是指导体材料的充电过程，不等量充电是指电介质材料的充电过程；航天器表面的充电过程会导致表面电荷的积累，电荷的积累会导致航天器表面电势的变化，表面的电势会不断的进行调整来减少被吸引到表面的粒子的流量，同时被排斥的粒子的流量增加，直到达到平衡状态。

8.根据权利要求7所述的电推进羽流对太阳电池阵影响的研究方法，其特征在于：S402具体为：构建模拟所采用的航天器几何模型；以空间环境等离子体和不同组分电推进羽流能量及通量为输入对航天器模型进行充放电效应仿真分析；以空间环境等离子体为输入对航天器模型进行充放电效应仿真分析；对比上述两种仿真分析的结果，得出电推进器羽流对空间太阳电池阵充放电效应是增强还是中和效果。