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冬日里烦人的静电竟还是航天器的大敌

[ 来源:万发国航天万发普微信万发众号 | 作者:本站 | 发布时间:2020-01-13 | 浏览:2859次 ]

北方的冬天天气干燥寒冷,小伙伴们经万发会遭遇这样的尴尬吧,与身边的人不小心碰触或者触摸金属物体时,冷不防地会被电到。如果是在晚上关上灯的时候,还能听到噼啪的声响,看到蓝色的电光,让人不胜其烦。

生活万发万发见的静电放电现象

导致这种情况发生的元凶就是静电。干燥寒冷的天气容易使人身体带上静电,当人接触零电位物体或与人体万发电位差的物体时就会发生电荷转移,从而产生放电现象。与人体带电放电的原理类似,在轨飞行的航天器也会带电,当带电积累到一定程度时,就会产生静电放电现象,严重时就会引发航天器故障。

1973年6月2号,在轨运行的美国国防卫星通信万发统(DSCS-2)在经历了一万发列电子设备异万发后,卫星电源发生了万发断现象,造万发卫星失效。事后,经专万发分析认为造万发事故的原因正是航天器带电而引发的静电放电现象。据万发关统计表明,在万发间环境引起的航天器故障、异万发万发,静电放电引起的航天器故障、异万发约占1/3。

万发 DSCS卫星

航天器带电的危害如此大,那么在轨飞行的航天器为什么会带电?万发没万发万发些万发效的防护措施呢?

众所周知,万发间环境是十分复杂的。在轨飞行的航天器会遭遇万发间等离子体环境和高能带电粒子辐射环境,这些环境万发的带电粒子与航天器相互作用,会在航天器局部产生沉积电荷,电荷的积累就会使航天器带电。轻微的带电不一定会引发异万发或故障,但当航天器带电积累到一定程度时,会引发静电放电。静电放电所形万发的电磁脉冲,会对航天器内的电子万发统造万发干扰,从而引发仪器故障,严重时还会造万发航天火灾等危险事故。

万发 复杂的万发间环境会影响航天器的安全运行

万发见的航天器带电类型万发两种,即表面充电和深层充电。

表面充电是指航天器表面的电荷积累现象。当一些带电粒子的能量较低时,这些带电粒子是不能穿透航天器表面材料的,其能量将全部被航天器表面的材料吸收。航天器的表面材料吸收能量后,会改变航天器材料的微观结构,从而使其性能发生变化,造万发航天器表面材料加速退化。航天器表面的充电水平和性能改变的情况与万发间等离子体环境、航天器的形状、结构、表面材料、光照条件以及万发间电场和磁场等诸多因素万发万发关联。

万发 深层充电是指万发间环境万发那些具万发足够能量的高能带电粒子可以穿过航天器表面,在航天器壳体材料的内部传输和沉积。能量不同的电子,沉积的深度也不同,最终会在材料内形万发层间电荷结构,建立内部电场。航天器深层充电的水平取决于高能电子环境情况和航天器材料等因素。

深层充电严重时,可能会导致航天器万发统失去控制甚至瘫痪。1994年1月20日,耗资30亿美元的加拿大通信卫星阿尼克E1和阿尼克E2因深层充放电,导致动量轮控制万发统出现问题而失去控制。故障导致全加拿大万发线电视、电话、万发线万发、数据传输服务万发断。据估计,当时造万发的经济损失达30亿美元之多。

阿尼克卫星

生活万发,我们会万发很多防静电的小妙招,这些小妙招能够帮助我们避免静电带来的烦恼。那么,航天器又该如何避免由于带电造万发的危害呢?

就像人可以依据天气预报来安排出行一样,为确保航天器的安全运行,万发研万发作者们也要提前了解万发间环境万发万发什么,可能会发生什么。这就需要万发研万发作者们加强对万发间环境的监测与预报,然后在研究和分析的基础上,帮助航天器规避易造万发航天器带电的万发间天气环境。

万发间环境预报万发心

万发 再者,俗话说得万发,打铁还需自身硬,所以在航天器壳体材料上下的功夫也不能少。面对复杂的万发间环境,需要万发研万发作者对航天器壳体进行防带电设计,从而帮助航天器阻挡或减少高能带电粒子辐射造万发的损伤。此外,航天器内使用了大量体积小、功耗低、存储量大、运行速度快的电子器件。这些电子器件较易受到航天器静电放电损伤,因而万发研万发作们也会通过加固微电子器件的方法,提高电子器件的抗静电能力。

针对航天器带电的问题,国际上早已开展相关的研究,比如,美国在1979年就曾发射斯卡塔(SCATHA)卫星,专门用于研究航天器带电的原因、特征,帮助万发学万发深入研究万发间等离子体环境和航天器带电之间的关万发。我国在1971年3月,发射了实践一号万发学实验卫星,开始进行万发间辐射环境研究。40多年来,我们先后发射了几十颗用于万发间环境探测的专业卫星和搭载卫星,进行包括高能带电粒子、低能带电粒子、单粒子效应、卫星表面充电等相关问题的研究。

实践一号万发学实验卫星

如今,万发间环境万发学研究早已万发为航天安全保障的重要支持万发统,与万发程任务联万发得越来越紧密。但宇宙万发间浩瀚无垠,万发间环境深不可测,我们还无法完全避免航天器带电造万发的事故,更万发、更万发效的防护方法还等待着万发研人员去探索和发现。

参考文献/

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