航天器表面充电_在线百科全书查询
航天器表面充电
航天器充电问题
处于空间电环境条件下的航天器表面会出现电荷积累形成高的电势值，这种空间带电粒子沉积在航天器表面上引起的充电现象称为航天器充电。
航天器充电根据在航天器的不同部位的发生又可以分为航天器表面充电、深层介质充电和太阳能电池阵充电。航天器表面充电指的是航天器表面由于太空等离子体中的电子、离子以及阳光等作用下，形成的一种静电带电现象。航天器深层介质充电指的是能量电荷粒子穿透航天器表面而沉淀在航天器内部形成的一种充电。对于航天器“表面充电”与“深层介质充电”概念的区别就是:在航天器的外面是否可以“触摸”到充电部位，可以触摸到就是“表面充电”，否则就是“深层充电”。
表面充电
运行在太空等离子体中的航天器可以被认为是一个孤立物体，如其他等离子体中的孤立物体一样，会吸引电荷而使得表面电位足以吸引电荷以使得航天器表面的电位符合麦柯斯韦方程的描述。这样一个从周围等离子体中吸引电荷的过程，被认为是“航天器充电”。当航天器表面为等电位设计时，整个航天器表面将呈现出来一样的电位，这类航天器表面充电被称作为航天器绝对充电。航天器表面由于构成材料相异或结构的原因，而导致在与环境相互作用下表面电位呈现出来不一致，这类充电被称之为航天器不等电位充电。航天器在空间运行过程中，受到周围等离子体、高能带电粒子的轰击以及太阳电磁辐射引起的光电子发射等影响，使航天器表面沉积一定数量的电荷，相对周围空间具有一定的电位。航天器互相绝缘的各部分沉积有不等量的电荷时，它们之间便形成一定的电位差。航天器表面充电的程度主要取决于光照条件、周围等离子体环境和航天器的表面材料。航天器在距地面几千到上万公里的范围内运行，受阳光照射时表面一般带正电荷，处于低正电位；在地球的阴影区或背向太阳时，表面一般带负电荷，处于低负电位。
效应、危害
磁层亚暴时(见空间飞行环境)，地球静止轨道卫星会受到能量在几十至几百千电子伏的等离子体的轰击。尤其是卫星在地球阴影中时，可能发生严重的表面充电现象，使它相对周围空间的负电位可达几千甚至上万伏，在一些相互绝缘的部分之间可能出现几千伏的电位差。当电位差超过某些部件所能承受的电压时便会发生放电现象，一些部件可能被击穿，而且放电电弧所发生的电磁干扰和电磁脉冲也会严重影响甚至破坏卫星的正常工作。
一旦航天器充电后的不同部位的电位差的差值超过临界值后就可能发生放电现象，放电过程会释放出来电荷、热、电磁脉冲以及辉光等。这一放电过程释放的热可能改变发生部位材料的性能，另外电荷和电磁脉冲可以直接或间接进入航天器的电子线路或电气系统，从而对航天器的安全运行造成短期或长期甚至致命的伤害。
应对措施
为防止航天器表面严重充电以及由此引起的严重后果，经常采用的方法是严格屏蔽壳体表面上的开口处，适当选择表面材料，提高电子设备的抗干扰能力和保证良好的“接地”等。
