基于SPIS软件的磁层亚暴期间地球同步轨道航天器表面突发绝对充电过程研究

航天器表面充电是危害地球同步轨道卫星工作性能的重要原因。原有卫星充电模型虽然已进入工程化，但都是基于静态空间环境。在磁暴或亚暴时，从磁尾注入的热等离子体和能量离子到达地球同步轨道区域，将会导致严重的危害航天器安全的瞬态突发的表面充电现象。本项目将针对热等离子体注入导致的地球同步轨道航天器表面绝对充电的影响，进行理论分析研究和数值模拟计算，通过求解表面充电的基本方程，对亚暴时的表面电位解析表达式进行研究；应用SPIS软件进行数值仿真，模拟恶劣亚暴条件下，不同材料的航天器表面电位的变化。项目研究结果可以为航天器表面充电效应评估和表面电位主动控制提供重要参考。

利用航天器与等离子体相互作用系统软件SPIS，采用PIC粒子分室法初步模拟计算了磁层亚暴期间地球同步轨道航天器表面充电的特性。等离子体分布分别采用单Maxwell分布和双Maxwell分布，等离子体参数采用NASA等公开的工程参数，针对铝等表面材料进行了仿真计算。后续工作仍在开展。