摘要：随着科学技术的不断发展，航天器带给我们的生活中带来的便利已经无处不在。航天器在轨运行期间与复杂的空间环境相互作用，使得其表面和内部材料出现了充放电的现象，进而有可能导致其寿命缩短或不能够正常工作，甚至报废等。深入论述了航天器在轨运行期间表面以及介质深层等带电情况。对系统学习航天器带电、航天器充放电防护设计具有一定的参考价值。
关键词：航天器；表面带电；介质深层带电
引言
地球周围大多数的轨道环境都处于等离子体状态，日地空间等离子体主要由太阳风等离子体、磁层等离子体、电离层等离子体三部分组成。它们是太阳电磁辐照、粒子辐照与地球磁场、地球热层残余大气相互作用的复杂结果。因此，航天器在轨运行期间，会受到空间等离子体、高能电子和太阳辐射等环境的影响，太阳光子发射也会引起充电的发生。另外，航天器材料的体电阻率、表面电阻率、二次电子发射系数等带电特性参数、以及材料的表面带电状况和材料结构等都会对航天器带电过程产生重要影响。当来自周围等离子环境和其它高能粒子环境的带电粒子沉积在航天器上时，航天器就会发生充电现象，充电部位可以发生在航天器表面、内部构件、介质材料或者是导体上。然而航天器表面及介质材料内部发生静电荷泄放的过程，叫做航天器放电过程。静电放电会造成航天器表面材料的击穿、太阳电池阵性能的下降，其产生的电磁脉冲干扰会使星上敏感电子设备/系统出现误操作或者损坏，从而影响航天器在轨安全运行。为了最大程度的减小带电带来的影响，深入了解航天器带电就显得尤为重要了。
1航天器表面带电
在空间运行的航天器与周围等离子体、磁场和太阳辐射等环境因素的相互作用下，导致电荷在航天器表面积累，使航天器表面与空间等离子体间或者航天器不同部位间充以不同电位的现象，称为航天器表面带电，又称航天器表面充电。
表面带电对航天器的影响问题发现在20世纪70年代。美国发现在地球同步轨道上的50多颗卫星发生了许多不正常现象，这些异常现象严重干扰了卫星的正常工作，引起了设计部门的重视，组织了各方面的人员对四个系列共19颗卫星所发生的事故进行了系统分析发现主要有三类问题：电磁干扰、电源和敏感器件损坏以及表面材料性能退化。分析研究发现这些现象都发生在地磁扰动时，卫星又大多数处于地方时00～06点之间。通过对星载仪器测量结果的分析，配合大量的地面模拟试验，认为这些事故是由于地磁亚暴时从磁尾注入一团高温等离子体（能量大约20keV）造成航天器表面带电所致。因此，表面带电研究作为保证地球同步轨道卫星正常工作的问题被提出来了。
作者：杨茂松