Проблема электростатических разрядов в электрореактивной двигательной подсистеме геостационарного космического аппарата

Автор: Ермошкин Ю.М., Кочев Ю.В., Трофимчук Д.А., Якимов Е.Н.

Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau

Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника

Статья в выпуске: 2 т.16, 2015 года.

Бесплатный доступ

На элементах электрореактивных двигателей системы коррекции КА может накапливаться электростатический заряд вследствие воздействия высокоэнергетичных электронов магнитосферной плазмы. По достижении критического уровня возникает разряд. Воздействие электростатических разрядов на цепи двигательной подсистемы может привести к отказам оборудования, в том числе системы преобразования и управления (СПУ). Решению проблем, связанных с воздействием электростатических разрядов на электрические цепи энергопреобразующего оборудования, предназначенного для питания и управления электрореактивными двигателями системы коррекции КА, в настоящее время уделяется большое внимание при разработке как двигателей и систем преобразования и управления ими, так и систем коррекции КА в целом. Это объясняется тем фактом, что стойкость СПУ к воздействию электростатических разрядов в её выходные силовые цепи рассматривается как один из факторов, определяющих надежность и безотказность указанного оборудования и, соответственно, системы коррекции КА в целом. Актуальность темы обусловлена широким применением электрореактивных двигателей в системах коррекции геостационарных КА, а также переходом на новые конструкции СПУ, предназначенные для негерметичных платформ КА, применением новой электронно-компонентной базы. Углубленное изучение вопросов, связанных с физикой накопления электростатического заряда в диэлектрических элементах КА, внешними условиями, способствующими указанному накоплению, и последующими электростатическими разрядами, позволяет по-новому подойти к интерпретации имевших место явлений при эксплуатации систем коррекции КА. Тем не менее для обеспечения прогнозирования и контроля процессов зарядки диэлектрических элементов блоков коррекции, а также введения оптимальных превентивных мер защиты энергопреобразующего оборудования требуется проведение комплекса научно-исследовательских работ.

Еще

Плазменный двигатель, система преобразования и управления, электростатический разряд, магнитосферная плазма

Короткий адрес: https://sciup.org/148177433

IDR: 148177433

Список литературы Проблема электростатических разрядов в электрореактивной двигательной подсистеме геостационарного космического аппарата

  • State of the art and prospects of electric propulsion in Russia/V. Kim //28th International Electric Propulsion Conference (Toulouse, France, March 17-21, 2003). 10 p. IEPC-2003-340.
  • New Generation of SPT-100/O. A. Mitrofanova //32nd International Electric Propulsion Conference (Wiesbaden, Germany, September 11-15, 2011). 7 p. IEPC-2011-041.
  • Development and qualification of Hall thruster KM-60 and the flow control unit/A. N. Kostin //33rd International Electric Propulsion Conference/The George Washington University (Washington, October 6-10, 2013). 11 p. IEPC-2013-055.
  • ESA ECSS E 10 04A. Space engineering: Space environment. 2000. 195 p.
  • Математическое моделирование электризации космических аппаратов/Л. С. Новиков //Модель космоса. Т. 2. Воздействие космической среды на материалы и оборудование космических аппаратов/под ред. Л. С. Новикова. М.: КДУ, 2007. С. 276-314.
  • Модель космоса. В 2 т. Т. 2. Воздействие космической среды на материалы и оборудование космических аппаратов/под ред. М. И. Панасюка, Л. С. Новикова. М.: КДУ, 2007. 1144 с.
  • Гаррет Г. Б., Спитейл Г. С. Моделирование ионосферной плазмы//Аэрокосмическая техника. 1986. № 3. С. 105-121.
  • MIL STD 1809(USAF). Space Environment for USAF Space Vehicles. 1991. 69 р.
  • Графодатский О. С., Исляев Ш. Н. Взаимодействие спутников связи с окружающей средой. Томск: МГП «РАСКО», 1993. 208 с.
  • Акишин А. И. Радиационные аномалии в космическом оборудовании, вызванные электроразрядными явлениями в облученных диэлектриках//Новые наукоемкие технологии в технике: энциклопедия. Т. 17. Воздействие космической среды на материалы и оборудование космических аппаратов/под ред. Л. С. Новикова, М. И. Панасюка. М., 2000. С. 5-60.
  • Акишин А. И. Методы радиационных испытаний космических материалов: учеб. пособие. М.: Изд-во МГУ, 2005. 143 с.
  • Frederickson A. R., Holeman E. G., Mullen E. G. Characteristics of Spontaneous Electrical Discharging of Various Insulators in Space Radiations//IEEE Trans. Nucl. Sci. 1992. Vol. 39, No 6. P. 1773-1982.
  • HDBK 4002. Avoiding problems caused by spacecraft on-orbit internal charging effects//NASA Technical Handbook. 1999. 45 p.
  • Wrenn G. L., Smith R. J. K. The ESD threat to GEO satellites: empirical models for observed effects due to both surface and internal charging//Environment Modeling for Space-based Applications: Proc. ESA Symp. (ESA SP 392), ESTEC. Noordwijk, 1996. P. 121-124.
  • Калашников Н. П., Ремизович В. С., Рязанов М. И. Столкновения быстрых заряженных частиц в твердых телах. М.: Атомиздат, 1980. 272 с.
  • Kim V., Murashko V., Gorshkov O. et al. State of the art and prospects of electric propulsion in Russia. 28th international electric propulsion conference. Toulouse, France, March 17-21, 2003, 10 p. IEPC-2003-340.
  • Mitrofanova O. A., Gnizdor R. Yu., Murashko V. M., Koryakin A. I., Nesterenko A. N. New Generation of SPT-100. 32nd International Electric Propulsion Conference, Wiesbaden, Germany. September 11-15, 2011, 7 p. IEPC-2011-041.
  • Kostin A. N., Lovtsov A. S., Vasin A. I., Vorovtsov V. V. Development and qualification of Hall thruster KM-60 and the flow control unit. 33rd International Electric Propulsion Conference, The George Washington University, Washington, D.C. USA. October 6-10, 2013, 11 p. IEPC-2013-055.
  • ESA ECSS E 10 04A. Space engineering: Space environment, 2000, 195 p.
  • Novikov L. S., Mileev V. N., Makletsov A. A., Sinolits V. V. et al. . Model' kosmosa. T. II. Vozdeistvie kosmicheskoi sredy na materialy I oborudovanie kosmicheskikh apparatov. . Under the editorship of L. S. Novikova. Moscow, CDU Publ., 2007, P. 276-314.
  • Model' kosmosa. Т. 2. Vozdeistvie kosmicheskoi sredy na materialy I oborudovanie kosmicheskikh apparatov . Under the editorship of M. I. Panasuka, L. S. Novikova. Moscow, CDU Publ., 2007, 1144 p.
  • Garret G. B., Spiteil G. S. Ionosperic plasma modeling. Journal of Spacecraft and Rocets. Vol. 22, No. 3, 1985, P. 231-244.
  • MIL STD 1809(USAF). Space Environment for USAF Space Vehicles, 1991, 69 p.
  • Grafodatsky O. S., Islyaev Sh. N. Vzaimodeistvie sputnikov svyazi s okruzhaushei sredoi . Tomsk, MGP “RASKO” Publ., 1993, 208 p.
  • Akishin A. I. . Novye naukoemkie tekhnologii v tekhnike. Entsiklopediya. T. 17. Vozdeistvie kosmicheskoi sredy na materialy I oborudovanie kosmicheskikh apparatov. . Under the editorship of L. S. Novikova, M. I. Panasuka, Moscow, 2000, P. 5-60.
  • Akishin A. I. Metody radiatsionnykh ispytanii kosmisheskikh materialov . Moscow, MGU Publ., 2005, 143 p.
  • Frederickson A. R., Holeman E. G., Mullen E. G. Characteristics of Spontaneous Electrical Discharging of Various Insulators in Space Radiations. IEEE Trans. Nucl. Sci., 1992, Vol. 39, No. 6, P. 1773-1982.
  • NASA Technical Handbook, HDBK 4002. Avoiding problems caused by spacecraft on-orbit internal charging effects, 1999. 45 p.
  • Wrenn G. L., Smith R. J. K. The ESD threat to GEO satellites: empirical models for observed effects due to both surface and internal charging. Proc. ESA Symp. “Environment Modeling for Space-based Applications”, ESTEC, Noordwijk, The Netherlands, 1996 (ESA SP 392), P. 121-124.
  • Kalashnikov N. P., Remizovich V. S., Ryazanov M. I. Stolknoveniya bystrykh zaryazhennykh chastits v tverdkyh telakh. . Moscow, Atomizdat Publ., 1980, 272 p.
Еще
Статья научная