航天器外表面导电面积对朗缪尔探针科学探测的影响

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1、第44住第3期2012年6月Vol.44No.3Jun.2012南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&Astronautics航天器外表面导电面积对朗缪尔探针科学探测的影响关隸炳M王世金】刘超】・2(1.中国科学院空间科学与应用研究中心，北京,100190,2.中国科学院研究生院，北京，100049)摘要：胡毎尔探针的科学探测会受到狀天耳外表面导电面积与切孚尔援针传惑呂有效而积之比大小的彩响.如果就天券的外表面导电面积不足够大■朗繆尔探针以扫描电压模丈工作时■就会it成航天券地电位的

2、扰动，进而导致勿孚尔探针测量结果的僞星•分析了此何题的场理原理•并进行了相应的理论计算•于午工程探空丸能有效載荷期缪尔採针在进打科学探测的同时•测量了火葫外表面导电面积与期歩尔探针传$3&有效面积之比不足逢成的扰动•测量结果与理论分析基本一致.关工词：地球与空间探测技求；胡级尔採针无君；探空火子午工程中图分类号；P354.2文抵标识码；A文章编号：1005-2615(2012)03-0366-07InfluenceofSpacecraftConductiveSurfaceAreaonLangmuirProbeMeasurementGuanYib

3、ing''*.Wangshijn19LiuChao'；(LCenterforSpaceScienceandAppliedResearch»ChineseAcademyofSciencefBeijing*100190*Chinai2・GraduateUniversity＞ChineseAcademyofSciencetBeijing*100049♦China)Abstract：TheinvestigationoftheLangmuirprobeislimitedbytheratioofthespacecraftconductivesurfacea

4、reatotheprobeeffectivearea.Ifthespacecraftconductivesurfaceareaisnotlargeenough,thespacecraftgroundpotentialwillbedisturbedwhenLangmuirprobeworksinsweepingvoltagemode.furthmore>theLangmuirproberesultswilldeviatefromthecorrectone.Thephysicalprincipleofthiseffectisanalyzedandt

5、hecorrespondingcalculationisgiven.TheLangmuirprobeonboardthesoundingrocketofMeridianProjectinvestigatestheinfluenceofthesmallarearatiooftherocketconductivesurfacetotheprobetbesidesthescientificobjectsofthepayload.TheflightdataoftheLangmuirprobeshowthedisturbancesasaresultof

6、thesmallconductivearearatio>approximatelyastheprolcpsisofthetheory.Keywords：earthandspaceexplorationtechnology;Langmuirprobe;spacecraft;soundingrocket;meridianproject收稿日期:2011-05-24；修订日期＜2011-11-28通讯作者:王世金•男•讲究员•博士生导坤，1965年出生＞E-mail；wsj@nssc.ac.cn•朗缪尔探针是一种简单有效的空间等离子体环境探测工具，具

7、有质誥小、结构简单、功耗低的特点，可以就位测量空间等离子体的电子密度、电子温度等整体待性参数，在各种探空火箭和低轨航夭器上被广泛搭载应用，进行电离层等离子体的科学探测.朗缪尔探针属于空间等离子体就位测量设备.需要以背景空间等离子体的电位*作为基准来实现对空间等离子体的测量，而实际情况是朗缪尔探针只能以航夭器的地电位匕《作为基准工作。航天器在空间等离子体中工作运行，与空间等离子体相互作用，相对于背景空间等离子体，会形成一个电位卩・，该电位即航天器的地电位•航天器地电位卩“的大小和扰动变化（相对于空间等离子体）会直接影响朗缪尔探针的科学测厳•严廈的

8、悄况甚至会造成科学探测结果的失效。当航天器外表面导电面积与朗缪尔探针传感器外表面导电面积之比不足够大时，航天器的地电位会受到朗缪尔探针收集电流的影响进