一种航天器表面电位主动控制方法

摘要

本发明公开了一种航天器表面电位主动控制方法，通过发射正离子束修正航天器表面的电流平衡，降低航天器表面电位，避免不等量带电现象，也可减少光电子扰乱等离子体离子和电子测量的能量带，接近仪器测量限制的范围，提高测量的稳定性和准确性；电位主动控制方法可以同时控制正电位和负电位，因此具有更广泛的应用范围；在对负电位进行控制时，通过设置两个阈值，即预设表面电位下限值V₂和预设电位V₃，分别控制液态金属离子源的开机和关机，由于两个阈值之间有一定差值，液态金属离子源开机后，发射正离子流以提高表面电位，经过一段时间后表面电位达到预设电位V₃，液态金属离子源关机，因此，该方法不会引起液态金属离子源的频繁开机，对延长其寿命提高稳定性具有重要作用。

主权项

一种航天器表面电位主动控制方法，其特征在于，采用液态金属离子源对航天器表面电位进行控制，其中，所述液态金属离子源和航天器外表面均接地，但两者互相绝缘，该方法具体包括如下步骤：(1)在航天器进入轨道阴影区之前，对所述液态金属离子源的固态金属进行预加热，使固态金属熔化并保持在熔融状态；(2)当航天器进入轨道阴影后，实时获取航天器表面电位V_s；(3)对航天器表面电位V_s进行实时判定：当航天器表面电位V_s大于0并且大于预设的正电位限制值V_l时，执行步骤(4)‑(5)；当航天器表面电位V_s小于0且小于预设的负电位下限值V₂时，执行步骤(6)‑(7)；其中，所述预设的负电位下限值V₂取为航天器表面不发生放电的最低安全电位；(4)控制液态金属离子源向远离航天器方向的空间发射正离子流；(5)当航天器表面电位V_s达到或小于预设的正电位限制值V_l时，控制液态金属离子源停止发射正离子流，判断航天器是否离开轨道阴影区：如果未离开，返回步骤(2)；如果离开轨道阴影区，执行步骤(8)；(6)将液态金属离子源的接地断开，同时控制液态金属离子源向远离航天器方向的空间发射正离子流；(7)当航天器表面电位V_s达到或大于预设的负电位V₃时，控制液态金属离子源停止发射正离子流，并恢复液态金属离子源接地；判断航天器是否离开轨道阴影区：如果未离开，返回步骤(2)；如果离开轨道阴影区，执行步骤(8)；所述预设的负电位V₃大于预设的负电位下限值V₂；(8)停止对液态金属离子源加热，由此完成对航天器表面电位的主动控制。