航天器带电原理——航天器与空间等离子体的相互作用

前言绪论地球空间等离子体环境P.1太阳风P.2磁层P.3地磁亚暴P.4等离子体密度P.5电离层P.6极光区P.7辐射带P.8空间等离子体前言绪论地球空间等离子体环境P.1太阳风P.2磁层P.3地磁亚暴P.4等离子体密度P.5电离层P.6极光区P.7辐射带P.8空间等离子体环境与航天器带电的相关性参考文献第1章航天器带电简介1.1什么是航天器带电？1.2航天器充电有哪些效应？1.3航天器带电是如何发生的？1.4电容充电1.5其他电流1.6航天器充电发生在哪儿？1.7练习参考文献第2章像朗缪尔探针的航天器2.1轨道限制吸引作用2.2球面的电流收集2.3圆柱面的电流收集2.4平面的电流收集2.5评述2.6玻尔兹曼排斥因子2.7蔡尔德一朗缪尔饱和电流2.8练习参考文献第3章二次电子和背散射电子3.1二次电子发射3.2背散射电子3.3电子发射的总贡献3.4评述3.5与入射角的关系3.6关于经验公式的评述3.7练习参考文献第4章在麦克斯韦等离子体中的航天器充电4.1速率分布4.2航天器起始充电临界温度：物理推理4.3电流平衡4.4带电水平4.5轨道限制区的电流平衡方程4.6与实际卫星数据的比较4.7练习参考文献第5章在双麦克斯韦等离子体中的航天器充电5.1多重根一般理论5.2双麦克斯韦空间等离子体5.3航天器电位的三重根状态5.4三重根状态的物理解释5.5航天器电位的三重根跳变5.6迟滞5.7航天器三重根充电域5.8练习参考文献第6章势阱与势垒6.1引言6.2势垒与势阱的形成6.3势垒对电子或离子分布函数的影响6.4实验数据的解释6.5由势垒形成的双麦克斯韦分布6.6自持充电6.7航天器尾流充电6.8练习参考文献第7章航天器在阳光下充电7.1光电流7.2表面反射7.3太阳主谱线7.4阳光下的航天器可能被充电到负电位吗？7.5航天器充电至正电位7.6负电位航天器的光发射电流7.7单极一偶极电位7.8光电子发射电流的入陷比例7.9单极与偶极的竞争7.10航天器光照下带电电位的测量7.11练习参考文献第8章太空缆索、等离子体接触器和鞘层电离8.1洛伦兹力8.2系绳切割环境磁场8.3裸线和导电系绳8.4等离子体接触器的浮动电位8.5鞘层模型8.6鞘层电离8.7鞘层电离模型的数值模拟方法8.8鞘层电离的结果8.9理论分析与空间实验的比较8.10练习参考文献第9章电子束撞击引发的表面带电9.1电子束的碰撞能量9.2电子束撞击未带电表面9.3电子束碰撞初始带负电表面9.4电子束撞击初始带正电表面9.5总结9.6局限性9.7练习参考文献第10章电子束发射诱导航天器充电10.1无束流发射时的电流平衡10.2电子束发射10.3正电位充电10.4评述10.5练习参考文献第11章超带电11.1大束流发射感应充电11.2超带电11.3实验结果的物理解释11.4长杆表面带电11.5总结11.6练习参考文献第12章从航天器的离子束发射12.1航天器电位的主动控制12.2离子束的返回12.3电位减小的下限12.4空间电荷效应12.5带电粒子束的电荷交换12.6在离子束中的化学反应12.7太阳光下的离子束12.8练习参考文献第13章航天器放电13.1引言13.2航天器放电的位置13.3表面放电的相似定律13.4不等量带电13.5“刷状火花”放电13.6帕邢和非帕邢放电13.7汤逊准则13.8关于阈值电压的评述13.9放电时间的演变13.10放电的实验室观测13.11流星体或碎片碰撞诱发放电13.12练习参考文献第14章高能粒子透入材料14.1引言14.2高能带电粒子在固体中的穿透特性14.3高能带电粒子透入固体的物理过程14.4带电粒子相互作用的玻尔模型14.5阻止本领14.6贝特一布洛赫方程14.7透人深度和射程14.8透入深度的近似公式14.9带电粒子的穿透效应14.10对航天员的影响14.11高能带电粒子在材料中透人的科学问题14.12练习参考文献第15章航天器异常15.1引言15.2表面带电引起的航天器异常15.3表面放电能量15.4与空间环境的关系15.5CRRES卫星介质深层带电的证据15.6深层介质带电的结论性证据15.7辐射带Twin卫星上观测到的异常15.8练习参考文献第16章介质深层充电16.1引言16.2深层介质带电的重要性16.3高能电子和离子通量16.4高能电荷透人材料16.5介质特性16.6归结于深层介质充电的观察16.7高电场雪崩电离16.8相关问题和相关机理16.9莫特转变16.10普尔一弗兰凯尔强电场效应16.11齐纳击穿16.12电子注量16.13介质深层带电的临界注量16.14有泄漏时的电荷密度16.15关于航天器异常的评述16.16电子沉积在电子器件内部的效应16.17练习参考文献第17章抑制带电的方法17.1引言17.2尖角法17.3热灯丝发射法17.4导电栅网法17.5局部表面导电涂层法17.6高二次电子发射系数法17.7电子和离子发射法17.8DSCS带电控制试验17.9蒸发法17.10介质深层充电17.11练习参考文献第18章流星体简介18.1尺寸分布18.2流星雨18.3流星体速率极限18.4非雨状流星体18.5碎片18.6流星体成分18.7练习参考文献第19章流星体碰撞19.1流星粒子的动能19.2透入深度19.3对流星碰撞的防护19.4流星体屏蔽19.5流星的碰撞概率19.6角动量的扰动19.7中性粒子碰撞产生二次电子和离子19.8中性粒子碰撞产生等离子体19.9航天器突发放电的风险19.10总结19.11练习参考文献第20章中性气体释放20.1电离和复合20.2临界电离速率20.3中性束剥离20.4练习参考文献第21章补充知识和附录补充知识1：热电子漂移补充知识2：坐标变换补充知识3：麦克斯韦分布的归一化和维数补充知识4：通量积分补充知识5：能量分布补充知识6：鞘淹没补充知识7：PN结补充知识8：概率函数附录1：航天器带电计算软件附录2：在木星和土星上的航天器带电附录3：物理常量和单位变换致谢索引译后记