探讨空间电子补给能力

本节以航天器表面充电为研究对象，考虑的是理想带电情况（主要是绝对充电的范畴）。事实上空间物体充电过程相当复杂，这里只是介绍一个相对简化的模型。为了方便讨论，本节没有考虑电流中和过程中的光电子、二次电子等因素的影响，在带正电的中和模型中这样的考虑基本没有影响，但是在带负电的模型中则可能有所偏差，在必须考虑这些因素时需要重新建模讨论。但如果为极高电位情况（10 kV 甚至以上），此时这些影响因素也并不占据主导，在一般估算中仍然可以忽略。其次，高电位航天器对周围等离子体的扰动在分析中被忽略掉了，但实际上也还是有一定影响的，主要表现为：附近等离子体的温度会上升，这种情况下德拜长度会上升，航天器电容和带电量会有所下降。这一过程为非稳态过程，精确的讨论比较复杂。这一扰动在同步轨道的影响很小，在低轨道则略大一些，但对于最终结论的影响可能并不会太大。总体而言，空间电子补给能力在中低轨时还是十分可观的，特别是自身带电以后，这种补给能力最高能有数个量级以上的提升。但是涉及航天器自身电位不易过高的问题，因此在强流发射时仍然要考虑其他中和手段。对于同步轨道情况，平均流强100 mA 以下是一个较可行的工作范围，此时空间等离子体基本可以满足电子补给需求。如果考虑更强束流工作，则必须采用电离中性化装置。(www.xing528.com)