空间等离子体和电推进产生等离子体间势垒定量分析方法

摘要

本发明公开了一种空间等离子体和电推进产生等离子体之间势垒的定量分析方法，适用于GEO轨道卫星电推进产生等离子体与空间等离子体作用过程的分析。将电推进产生等离子体的扩散过程类比于半导体中载流子的扩散过程，依据半导体载流子扩散理论建立空间等离子体和电推进产生等离子体的扩散模型；利用扩散模型推导空间等离子体和电推进产生等离子体间势垒强度v与空间环境等离子体参数和电推进产生等离子体参数之间的定量表达关系；分析时，确定GEO轨道的空间等离子体参数和电推进产生等离子体参数；根据所确定的两种等离子体参数，代入所述定量表达关系确定出空间等离子体和电推进产生等离子体间势垒强度。

主权项

一种空间等离子体和电推进产生等离子体间势垒定量分析方法，其特征在于，包括：步骤一、将电推进产生等离子体的扩散过程类比于半导体中载流子的扩散过程，依据半导体载流子扩散理论建立空间等离子体和电推进产生等离子体的扩散模型，包括空间等离子体中电子的电流密度计算模型J_e和电推进产生等离子体中离子的电流密度计算模型J_i；步骤二、当电推进产生等离子体的扩散达到平衡时，空间等离子体和电推进产生等离子体之间势垒中的扩散电流和漂移电流相等，此时势垒中无净电流通过，据此对步骤三建立的两个电流密度计算模型中的任意一个进行移向和推导，得到空间等离子体和电推进产生等离子体间势垒强度v与空间环境等离子体参数和电推进产生等离子体参数之间的定量表达关系：$v=\frac{\mathrm{kT}}{q}·\ln \frac{n_e}{n_i}$其中，k为波尔兹曼常数，T为等离子体温度，q为电推进产生等离子体中离子和空间等离子体中电子的电荷量，n_e为空间等离子体密度，n_i为电推进产生等离子体密度；步骤三、分析时，确定GEO轨道的空间等离子体参数，包括空间等离子体密度n_e，以及确定电推进产生等离子体参数，包括电推进产生等离子体密度n_i；根据所确定的两种等离子体参数，代入所述定量表达关系确定出空间等离子体和电推进产生等离子体间势垒强度。