电推进产生等离子体充放电效应研究

摘要

随着中国对卫星长寿命高性能需求的增长,电推进技术的使用将成为一种必然趋势.推进器工作时产生的等离子体与空间天然等离子体的特性截然不同,导致卫星的充放电过程更加复杂,影响卫星在轨安全运行.基于PIC方法,通过计算时间步长和区域边界选取分析,开展电推进应用诱发的空间等离子体分布特性模拟计算研究,并分析了电推进产生等离子体对充放电效应的影响.电推进器产生的等离子体中电子分布范围较广,在计算区域内其密度均高于109cm-3,而离子主要集中分布在电推进器周围,在较远区域的密度较低.电推进产生等离子体中的电子扩散速度远大于离子,将在卫星表面形成电子屏蔽层,影响空间等离子体充电环境,同时电推进产生的Xe离子中和电流将中和卫星表面电位,从而在卫星表面形成不等量带电效应.