Simulation means of electrostatic discharges in the system “stationary plasma thruster - transformation and control system”

Автор: Trofimchuk D.A., Bezhayev Y.A., Ivanov V.V., Kochura S.G., Maximov I.A.

Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau

Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника

Статья в выпуске: 3 т.18, 2017 года.

Бесплатный доступ

The elements of construction of electric propulsion system of spacecraft (SC) correction can accumulate electro- static charge due to interaction with the magnetospheric plasma. The impact of electrostatic discharges on the electri- cal circuit of the correction system can lead to failures of the transformation and control system (TCS). Particular attention is currently being paid to solving the problems related to the impact of electrostatic discharges on electric circuits of the power conditioning units, designed for power supply and control electric propulsion thrusters of space craft correction. Due to the design of the propulsion subsystem thrusters it is impossible to solve the problem of electric charge impact on TCS electric circuits through shielding these circuits. Therefore the impact of electrostatic discharges on electric circuits from the propulsion subsystem thruster is considered to be one of the factors determining the reliability and failure-free operation of TCS and, consequently, of the overall spacecraft propulsion subsystem. This problem is important today due to the following: the widespread use of electric propulsion thrusters in GEO spacecraft correction systems, the implementation of new TCS design and technical solutions suitable for spacecraft unpressurized platforms, the implementation of new electronic component base. The paper addresses the simulation means of electrostatic discharges occurring on the ceramics of the stationary plasma thruster and impacting TCS electric circuits, in particular the test equipment for generating high-voltage pulses, which allows replacing long-term and expensive tests performed on vacuum test benches. The paper contains the review of validation test results for TCS means of protection from electrostatic charge effects using high-voltage pulse generat- ing (HVPG).

Еще

Spacecraft, magnetospheric plasma, transformation and control system, electrostatic discharge

Короткий адрес: https://sciup.org/148177741

IDR: 148177741

Список литературы Simulation means of electrostatic discharges in the system “stationary plasma thruster - transformation and control system”

  • 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.
  • Horwitz J. L. Dynamics of Magnetospheric Plasmas//Journal of spacecraft and rockets. 1985. Vol. 22, № 3. P. 225-230.
  • Максимов И. А., Кочура С. Г. Исследование влияния факторов космического пространства и техногенных факторов на космические аппараты, разработка методов и средств защиты: монография/Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2011. 182 с.
  • NASA-HDBK-4002A, Mitigating in-space charging effects -a guideline. NASA, 2011, 181 p.
  • Основные правила повышения безопасности космических аппаратов в условиях радиационной электризации/Г. В. Бабкин //Руководство для конструкторов/ЦНИИМаш. ГОНТИ-1, 1990. 179 с.
  • Моделирование радиационной электризации конструкционных материалов космических аппаратов/Д. А. Трофимчук //Тр. Всерос. конф. студенческих науч.-исслед. инкубаторов (15-17 мая 2014, г. Томск)/под ред. В. В. Демина. Томск: Изд-во НТЛ, 2014. 180 с.
  • Проблема электростатических разрядов в элек-трореактивной двигательной подсистеме геостационарного космического аппарата/Д. А. Трофимчук //Актуальные вопросы проектирования автоматических космических аппаратов для фун тальных и прикладных научных исследований/дамен-сост. ни С. В. В. Ефанов. Химки: Изд-во ФГУП «НПО име А. Лавочкина», 2015. С. 285-289.
  • Проблема электростатических разрядов в элек-трореактивной двигательной подсистеме геостационарного космического аппарата/Д. А. Трофимчук //Вестник СибГАУ. 2015. Т. 16, № 2. С. 404-410.
  • Garret H. B. The geosynchronous plasma environment, AIAA Paper 90-0289. 1999. 16 p.
  • Отчет по результатам теоретических и экспериментальных исследований электризуемости керамик различных марок под действием электронов с энергиями 70-100 кэВ и плотностью тока 0,5-1 нА/см2, в диапазоне температур плюс 20 °С до минус 50 °С: техн. отчет/Зыков М. В., Бежаев Ю. А. и др. О1-5-156/13. Томск: ИНК ТПУ, 2014. 14 с.
  • Отчет по результатам проведения тестовых экспериментов по исследованию помеховых сигналов, наводимых в электрических цепях СПУ при воздействии электронов магнитосферной плазмы с энергиями 70-100 кэВ и плотностью тока 0,5-1 нА/см2: техн. отчет/Зыков М. В., Бежаев Ю. А. и др.//О2-5-156/13. Томск: ИНК ТПУ, 2014. 17 с.
  • Наземные стендовые испытания космических аппаратов на стойкость к воздействию радиационной электризации/О. С. Графодатский //Руководство для конструкторов/ЦНИИМаш. ГОНТИ-1, 1992. 157 с.
  • Проблемы расчетно-экспериментального моделирования радиационной электризации разрядной камеры высокоимпульсного холловского двигателя системы коррекции космического аппарата/Ю. А. Бежаев //Радиационная стойкость электронных систем -Стойкость-2014: науч.-техн. сб. тезисов докладов. М.: Изд-во ФГУП «НИИП», 2014. С. 263-265.
  • Изготовление макета генератора для имитации прямой инжекции сброшенного разрядного заряда в схему питания стационарного плазменного двигателя: техн. отчет/Зыков М. В., Бежаев Ю. А. и др.//Томск: ИНК ТПУ, 2013. 13 с.
  • Экспериментальная оценка стойкости блока управления холловским двигателем СПД-100 подсистемы коррекции к воздействию радиационной электризации космического пространства/Ю. А. Бежаев //Радиационная стойкость электронных систем -Стойкость-2014: науч.-техн. сб. тезисов докладов. М.: Изд-во ФГУП «НИИП», 2014. С. 261-263.
  • Разработка и экспериментальная отработка методов и средств защиты системы управления высоко-импульсного блока коррекции на базе холловского двигателя для геостационарных космических аппаратов от электростатических разрядов: техн. отчет/Зыков М. В., Чигорко А. А. и др.//ТО1-156/13-3-15. Томск: ИНК ТПУ, 2014. 45 с.
Еще
Статья научная