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激光诱导等离子体模拟微小空间碎片撞击诱发放电研究

李宏伟 韩建伟 蔡明辉 吴逢时 张振龙

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激光诱导等离子体模拟微小空间碎片撞击诱发放电研究

李宏伟, 韩建伟, 蔡明辉, 吴逢时, 张振龙

Simulation of small space debris impact inducing discharge using laser-induced plasma method

Li Hong-Wei, Han Jian-Wei, Cai Ming-Hui, Wu Feng-Shi, Zhang Zhen-Long
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  • 微小空间碎片撞击诱发放电能够触发航天器的在轨工作异常甚至失效,对航天器的安全运行构成严重威胁. 国内外相关机构已经利用地面模拟装置对撞击诱发放电的机理进行了初步的研究,但是更深入的研究由于实验条件的限制受到制约,本文根据激光诱导等离子体与碎片撞击诱发等离子体参数相似的特点,首次提出了利用脉冲激光诱导等离子体技术模拟微小空间碎片撞击诱发放电的方法,并从理论上对该方法进行分析,初步的实验结果证实了该方法的可行性.
    Small space debris impact that induces discharge can trigger disturbance of a spacecraft, which is a big threat to the safety of it. Research on this effect has already been carried out, but due to the limit of the facilities the research is also restricted. Since the primary cause of small space debris impact that induces discharge is to induce the plasma, similar to the laser inducing the plasma, this paper tries to simulate the space debris impact inducing discharge using a laser-induced discharge method. The analysis and experimental results are given, and they prove that this method is reliable.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:41174263)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 41174263).
    [1]

    Li H W, Han J W, Huang J G, Cai M H, Li X Y, Gao Z X 2010 Acta Phys. Sin. 59 1385 (in Chinese)[李宏伟, 韩建伟, 黄建国, 蔡明辉, 李小银, 高著秀 2010 物理学报 59 1385]

    [2]

    Dominic Heunoske, Martin Schimmerohn, Jens Osterholz, Frank Schafer 2013 Procedia Engineering 58 654

    [3]

    Eichhorn G 1976 Planet Space Sci. 24 771

    [4]

    Purvis C K, Garrett H B, Whittlesey A C, Stevens N J 1984 NASA Technical Paper 2361

    [5]

    Ryschkewitsch M G 2011 NASA-Handbook-4002a

    [6]

    Lai S T, Edmond Murad 2002 J Spacecraft. Rocket 39 106

    [7]

    Gerhard Drolshagen 2008 Adv Space Res 41 1123

    [8]

    Garrett H B, Close S 2012 12th Spacecraft Charging Techology Conference

    [9]

    Douglass Caswell R, Neil McBride, Andrew Taylor 1995 Int. J. Impact Eng. 17 139

    [10]

    Akahoshi Y, Nakamura T, Fukushige S, Furusawa N, Kusunoki S, Machida Y, Koura T, Watanabe K, Hosoda S, Fujita T, Cho M 2008 Int. J. Impact Eng. 35 1678

    [11]

    Harano T, Machida Y, Fukushige S, Koura T, Hosoda S, Cho M, Akahoshi Y 2006 Int. J. Impact. Eng. 33 326

    [12]

    Fukushige S, Akahoshi Y, Watanabe K, Nagasaki T, Sugawara K, Koura T, Cho M 2008 IEEE T. Plasma Sci. 36 2434

    [13]

    Putzar P, Schaefer F, Lambert M 2008 Int. J. Impact Eng. 35 1728

    [14]

    Li H W 2010 Ph. D. Dissertation (Beijing: Graduated University of Chinese Academy of Science) (in Chinese) [李宏伟 2010 博士学位论文(北京:中国科学院研究生院)]

    [15]

    Li H W, Han J W, Cai M H, Wu F S 2013 Acta Phys. Sin. 62 229601 (in Chinese)[李宏伟, 韩建伟, 蔡明辉, 吴逢时 2013 物理学报 62 229601]

    [16]

    Li H W, Han J W, Huang J G, Cai M H, Gao Z X 2013 IEEE T. Plasma Sci. 99

    [17]

    Gao Z X, Li H W, Cai M H, Liu D Q, Huang J G, Han J W 2012 Acta Phys. Sin. 61 039601 (in Chinese)[高著秀, 李宏伟, 蔡明辉, 刘丹秋, 黄建国, 韩建伟 2012 物理学报 61 039601]

    [18]

    Cai M H, Wu F S, Li H W, Zhang Z L, Han J W 2014 Acta Phys. Sin. 63 019401 (in Chinese) [蔡明辉, 吴逢时, 李宏伟, 张振龙, 韩建伟 2014 物理学报 63 019401]

    [19]

    Tang E L, Tang W F, Xiang S H, Li L X, Zhang W, Yu H, Zhao X Y 2011 High power laser and particle beams 23 229 (in Chinese) [唐恩凌, 唐伟富, 相升海, 李乐新, 张薇, 于辉, 赵新颖 2011 强激光与粒子束 23 229]

    [20]

    Tang E L, Zhang Q M, Zhang J 2008 Journal of Projectiles, Rockets missiles and Guidance 28 110 (in Chinese) [唐恩凌, 张庆明, 张健 2008 弹箭与制导学报 28 110]

    [21]

    Zhu D H 2012 Ph. D. Dissertation (Nanjing: Nanjing University of Science & Technology) (in Chinese) [朱德华 2012 博士学位论文(南京:南京大学)]

    [22]

    Li X F, Zhou We D, Qian H G, Li K X, 2011 Acta optica sinica 31 1130001 (in Chinese) [李霞芬, 周卫东, 钱惠国, 李科学 2011 光学学报 31 113001]

    [23]

    Liu N N 2012 M.S. Thesis (Changchun: Changchun University of Science and Technology) (in Chinese) [刘楠楠 2012 硕士学位论文(长春:长春理工大学)]

    [24]

    Liu J, Tao H Y, Gao X, Hao Z Q, Lin J Q 2012 Chin. Phys. B 22 044206

  • [1]

    Li H W, Han J W, Huang J G, Cai M H, Li X Y, Gao Z X 2010 Acta Phys. Sin. 59 1385 (in Chinese)[李宏伟, 韩建伟, 黄建国, 蔡明辉, 李小银, 高著秀 2010 物理学报 59 1385]

    [2]

    Dominic Heunoske, Martin Schimmerohn, Jens Osterholz, Frank Schafer 2013 Procedia Engineering 58 654

    [3]

    Eichhorn G 1976 Planet Space Sci. 24 771

    [4]

    Purvis C K, Garrett H B, Whittlesey A C, Stevens N J 1984 NASA Technical Paper 2361

    [5]

    Ryschkewitsch M G 2011 NASA-Handbook-4002a

    [6]

    Lai S T, Edmond Murad 2002 J Spacecraft. Rocket 39 106

    [7]

    Gerhard Drolshagen 2008 Adv Space Res 41 1123

    [8]

    Garrett H B, Close S 2012 12th Spacecraft Charging Techology Conference

    [9]

    Douglass Caswell R, Neil McBride, Andrew Taylor 1995 Int. J. Impact Eng. 17 139

    [10]

    Akahoshi Y, Nakamura T, Fukushige S, Furusawa N, Kusunoki S, Machida Y, Koura T, Watanabe K, Hosoda S, Fujita T, Cho M 2008 Int. J. Impact Eng. 35 1678

    [11]

    Harano T, Machida Y, Fukushige S, Koura T, Hosoda S, Cho M, Akahoshi Y 2006 Int. J. Impact. Eng. 33 326

    [12]

    Fukushige S, Akahoshi Y, Watanabe K, Nagasaki T, Sugawara K, Koura T, Cho M 2008 IEEE T. Plasma Sci. 36 2434

    [13]

    Putzar P, Schaefer F, Lambert M 2008 Int. J. Impact Eng. 35 1728

    [14]

    Li H W 2010 Ph. D. Dissertation (Beijing: Graduated University of Chinese Academy of Science) (in Chinese) [李宏伟 2010 博士学位论文(北京:中国科学院研究生院)]

    [15]

    Li H W, Han J W, Cai M H, Wu F S 2013 Acta Phys. Sin. 62 229601 (in Chinese)[李宏伟, 韩建伟, 蔡明辉, 吴逢时 2013 物理学报 62 229601]

    [16]

    Li H W, Han J W, Huang J G, Cai M H, Gao Z X 2013 IEEE T. Plasma Sci. 99

    [17]

    Gao Z X, Li H W, Cai M H, Liu D Q, Huang J G, Han J W 2012 Acta Phys. Sin. 61 039601 (in Chinese)[高著秀, 李宏伟, 蔡明辉, 刘丹秋, 黄建国, 韩建伟 2012 物理学报 61 039601]

    [18]

    Cai M H, Wu F S, Li H W, Zhang Z L, Han J W 2014 Acta Phys. Sin. 63 019401 (in Chinese) [蔡明辉, 吴逢时, 李宏伟, 张振龙, 韩建伟 2014 物理学报 63 019401]

    [19]

    Tang E L, Tang W F, Xiang S H, Li L X, Zhang W, Yu H, Zhao X Y 2011 High power laser and particle beams 23 229 (in Chinese) [唐恩凌, 唐伟富, 相升海, 李乐新, 张薇, 于辉, 赵新颖 2011 强激光与粒子束 23 229]

    [20]

    Tang E L, Zhang Q M, Zhang J 2008 Journal of Projectiles, Rockets missiles and Guidance 28 110 (in Chinese) [唐恩凌, 张庆明, 张健 2008 弹箭与制导学报 28 110]

    [21]

    Zhu D H 2012 Ph. D. Dissertation (Nanjing: Nanjing University of Science & Technology) (in Chinese) [朱德华 2012 博士学位论文(南京:南京大学)]

    [22]

    Li X F, Zhou We D, Qian H G, Li K X, 2011 Acta optica sinica 31 1130001 (in Chinese) [李霞芬, 周卫东, 钱惠国, 李科学 2011 光学学报 31 113001]

    [23]

    Liu N N 2012 M.S. Thesis (Changchun: Changchun University of Science and Technology) (in Chinese) [刘楠楠 2012 硕士学位论文(长春:长春理工大学)]

    [24]

    Liu J, Tao H Y, Gao X, Hao Z Q, Lin J Q 2012 Chin. Phys. B 22 044206

  • [1] 张多多, 刘小峰, 邱建荣. 基于等离激元纳米结构非线性响应的超快光开关及脉冲激光器. 物理学报, 2020, 69(18): 189101. doi: 10.7498/aps.69.20200456
    [2] 陈钱, 马英起, 陈睿, 朱翔, 李悦, 韩建伟. 激光模拟瞬态剂量率闩锁效应电流特征机制研究. 物理学报, 2019, 68(12): 124202. doi: 10.7498/aps.68.20190237
    [3] 刘向远, 钱仙妹, 朱文越, 刘丹丹, 范传宇, 周军, 杨欢. 基于波长330 nm激光激发多色激光导星回波光子数的数值计算与探讨. 物理学报, 2018, 67(1): 014205. doi: 10.7498/aps.67.20171025
    [4] 杨宏志, 赵长明, 张海洋, 杨苏辉, 李晨. 基于频移反馈腔的全光纤射频调制脉冲激光研究. 物理学报, 2017, 66(18): 184201. doi: 10.7498/aps.66.184201
    [5] 张伟, 石震武, 霍大云, 郭小祥, 彭长四. 脉冲激光原位辐照对InAs/GaAs(001)量子点生长的影响. 物理学报, 2016, 65(11): 117801. doi: 10.7498/aps.65.117801
    [6] 赵星, 梅博, 毕津顺, 郑中山, 高林春, 曾传滨, 罗家俊, 于芳, 韩郑生. 0.18 m部分耗尽绝缘体上硅互补金属氧化物半导体电路单粒子瞬态特性研究. 物理学报, 2015, 64(13): 136102. doi: 10.7498/aps.64.136102
    [7] 韩舸, 龚威, 马昕, 相成志, 梁艾琳, 郑玉新. 地基CO2廓线探测差分吸收激光雷达. 物理学报, 2015, 64(24): 244206. doi: 10.7498/aps.64.244206
    [8] 蔡明辉, 吴逢时, 李宏伟, 韩建伟. 空间微小碎片超高速撞击诱发的等离子体特性研究. 物理学报, 2014, 63(1): 019401. doi: 10.7498/aps.63.019401
    [9] 陈睿, 余永涛, 上官士鹏, 封国强, 韩建伟. 90 nm互补金属氧化物半导体静态随机存储器局部单粒子闩锁传播效应诱发多位翻转的机理. 物理学报, 2014, 63(12): 128501. doi: 10.7498/aps.63.128501
    [10] 李宏伟, 韩建伟, 吴逢时, 蔡明辉, 张振龙. 微小空间碎片撞击发光信号监测及应用研究. 物理学报, 2014, 63(12): 129601. doi: 10.7498/aps.63.129601
    [11] 李宏伟, 韩建伟, 蔡明辉, 吴逢时. 微小空间碎片撞击诱发放电效应研究. 物理学报, 2013, 62(22): 229601. doi: 10.7498/aps.62.229601
    [12] 黄建国, 刘丹秋, 高著秀, 李宏伟, 蔡明辉, 韩建伟. 空间微小碎片累积撞击损伤效应加速模拟研究. 物理学报, 2012, 61(2): 029601. doi: 10.7498/aps.61.029601
    [13] 高著秀, 李宏伟, 蔡明辉, 刘丹秋, 黄建国, 韩建伟. 超高速空间微小碎片撞击充电材料诱发的放电. 物理学报, 2012, 61(3): 039601. doi: 10.7498/aps.61.039601
    [14] 粟荣涛, 周朴, 王小林, 冀翔, 许晓军. 不同波形脉冲激光的时域误差对相干合成的影响. 物理学报, 2012, 61(8): 084206. doi: 10.7498/aps.61.084206
    [15] 彭亚晶, 刘玉强, 王英惠, 张淑平, 杨延强. 皮秒和纳秒单脉冲激光加热Al/NC复合纳米含能材料的热动力学分析. 物理学报, 2009, 58(1): 655-661. doi: 10.7498/aps.58.655
    [16] 冯则胡, 傅喜泉, 章礼富, 徐慧文, 文双春. 超短脉冲激光空间调制下小尺度自聚焦的实验研究. 物理学报, 2008, 57(4): 2253-2259. doi: 10.7498/aps.57.2253
    [17] 黄建国, 韩建伟, 李宏伟, 蔡明辉, 李小银. 空间微小碎片对低轨道航天器太阳电池表面撞击损伤研究. 物理学报, 2008, 57(12): 7950-7954. doi: 10.7498/aps.57.7950
    [18] 乔 峰, 黄信凡, 朱 达, 马忠元, 邹和成, 隋妍萍, 李 伟, 周晓辉, 陈坤基. 激光限制结晶技术制备nc-Si/SiO2多层膜. 物理学报, 2004, 53(12): 4303-4307. doi: 10.7498/aps.53.4303
    [19] 张端明, 侯思普, 关 丽, 钟志成, 李智华, 杨凤霞, 郑克玉. 脉冲激光制备薄膜材料的烧蚀机理. 物理学报, 2004, 53(7): 2237-2243. doi: 10.7498/aps.53.2237
    [20] 张端明, 李智华, 黄明涛, 张美军, 关丽, 邹明清, 钟志成. 脉冲激光烧蚀块状靶材的双动态界面研究. 物理学报, 2001, 50(5): 914-920. doi: 10.7498/aps.50.914
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-27
  • 修回日期:  2014-02-17
  • 刊出日期:  2014-06-05

激光诱导等离子体模拟微小空间碎片撞击诱发放电研究

  • 1. 中国科学院空间科学与应用研究中心, 北京 100190
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号:41174263)资助的课题.

摘要: 微小空间碎片撞击诱发放电能够触发航天器的在轨工作异常甚至失效,对航天器的安全运行构成严重威胁. 国内外相关机构已经利用地面模拟装置对撞击诱发放电的机理进行了初步的研究,但是更深入的研究由于实验条件的限制受到制约,本文根据激光诱导等离子体与碎片撞击诱发等离子体参数相似的特点,首次提出了利用脉冲激光诱导等离子体技术模拟微小空间碎片撞击诱发放电的方法,并从理论上对该方法进行分析,初步的实验结果证实了该方法的可行性.

English Abstract

参考文献 (24)

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