月球表面电场环境的模拟

摘要

在太阳风及光照的作用下,月球表面会形成正电势或负电势,可以形成三种不同的鞘层:电势存在势垒的鞘层,电势单调下降的鞘层,电势单调上升的鞘层.本文通过结合解析法及PIC方法来模拟月球表面的鞘层中电势分布.在计算中将月球表面简化为平面,假设电子和光电子速度满足麦克斯韦分布.推导出电子、离子和光电子的密度分布函数,求解泊松方程,得到月球表面鞘层中的电势分布.并运用PIC方法模拟相同条件下的月球表面鞘层中电势分布.PIC方法得到的结果和解析法得到的结果一致.