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国家标准计划《产生航天器表面最恶劣电位差的等离子体环境》由 TC425(全国宇航技术及其应用标准化技术委员会)归口,TC425SC1(全国宇航技术及其应用标准化技术委员会空间环境分会)执行 ,主管部门为中国科学院

主要起草单位 中国科学院国家空间科学中心

目录

基础信息

计划号
20204108-T-491
制修订
制定
项目周期
12个月
下达日期
2020-11-19
申报日期
2019-03-19
公示开始日期
2019-11-08
公示截止日期
2019-11-22
标准类别
方法
国际标准分类号
49.140
49 航空器和航天器工程
49.140 航天系统和操作装置
归口单位
全国宇航技术及其应用标准化技术委员会
执行单位
全国宇航技术及其应用标准化技术委员会空间环境分会
主管部门
中国科学院

起草单位

采标情况

本标准等同采用ISO国际标准:ISO 19923:2017。

采标中文名称:产生航天器表面最恶劣电位差的等离子体环境。

目的意义

航天器在轨运行期间,表面材料暴露在空间等离子体中,受到环境中带电粒子轰击以及太阳电磁辐射引起的光电子发射等影响,存在多种电流进出航天器表面。

在近地空间环境扰动发生时,地球同步轨道、极地轨道、中地球轨道等位置的等离子体环境会造成大量电荷沉积在航天器表面,在卫星主体与周围等离子体环境或卫星表面互相绝缘的各部分之间产生显著的电位差。

该电位差一旦超过放电阈值便会发生静电放电,放电电弧所伴随的电磁干扰及电磁脉冲会影响甚至破坏卫星的正常工作,严重威胁航天器安全。

表面充电是空间环境引发航天器故障异常的重要因素,美国NGDC(国家地球物理数据中心)收集的5000多条航天器故障异常的记录中,由表面充电引发的静电放电造成的故障事件约有1000条。

随着我国航天事业和其它高新技术的蓬勃发展,对通信和信息卫星的依赖性逐渐增强, 空间环境对人类活动的影响越来越大,航天部门用户对空间环境安全保障的需求日益增强。

为降低等离子体环境对航天器的充电影响,保障航天器在轨安全,需要在航天器设计的阶段开展航天器充电模拟和评估,根据结果采用增加主动电位控制仪器等措施降低航天器在轨运行期间的表面充电。

目前国内的一些航天任务在设计阶段忽视表面充电效应的模拟评估,另一方面充电模拟中采用的空间环境参数也没有统一的标准,为航天器在轨期间的空间环境安全保障及异常分析增加了难度。

因此,制定统一的最恶劣等离子体环境标准,对航天器设计阶段的充电模拟进行规范,有利于航天器安全保障工作水平的提高 。

范围和主要技术内容

本标准具体给出了产生航天器表面最恶劣电位差的空间等离子体环境,以及怎样使用模拟程序对航天器表面电位差的最恶劣情况进行评估。 该标准主要技术内容包括: 1 范围 2 引用标准 3 术语和定义 3.1双麦克斯韦分布 3.2不等量电压 不等量电位 3.3反向电位梯度 3.4正向电位梯度 3.5表面充电 4 符号与缩略词 5 最恶劣环境评选标准 6 航天器设计中使用的程序 7模拟中采用的最恶劣空间环境 7.1地球同步轨道最恶劣环境 7.2 极地轨道和中地球轨道最恶劣环境 附录A 航天器充电分析工具 附录B 联合模拟 附录C 材料性质 附录D 本标准的定制准则 参考文献