ИСТИНА

Одним из важных факторов воздействия окружающей среды на космические аппараты (КА) являются потоки электронов и ионов высоких энергий, которые способны глубоко проникать в толщу материалов и внутренние части КА [1,2]. В результате такого воздействия КА приобретает электрические заряды, которые распределяются по поверхностям проводящих конструкций и в толще диэлектрических материалов. В работе [3] исследовался эффект электризации пассивных диэлектрических спутников под влиянием потока электронов радиационных поясов Земли (РПЗ) и рассчитывалось распределение электрического поля внутри спутников. Целью настоящей работы является обобщение результатов этой работы и развитие более совершенной модели явлений, учитывающей образование экранирующего плазменного слоя на поверхности спутника и возникновение радиационной проводимости в его объёме. Несмотря на оценочный характер проведённого исследования, результаты этой работы могут быть применены к низкоорбитальным наноспутникам сферической формы типа BLITS и BLITS-M. В качестве модели рассматриваются диэлектрические наноспутники сферической конфигурации. Плотности потока электронов РПЗ и длины пробега электронов в веществе в зависимости от их энергии определяются эмпирическими формулами. Получено аналитическое решение, описывающее электрическое поле в диэлектрике в зависимости от расстояния до центра спутника. Расчёты, учитывающие эффект радиационной проводимости диэлектрика, показывают, что зависимость электрического поля от радиуса имеет немонотонный характер. Из анализа полученного решения следует, что такой вид зависимости поля обусловлен неоднородностью радиационной проводимости диэлектрика. При увеличении плотности потока и энергии электронов РПЗ максимум электрического поля увеличивается, а его положение смещается от поверхности вглубь спутника. Для выбранных значений параметров и орбит высотой около 1500 км максимальное значение поля оценивается как кВ/см при максимальной энергии электронов 3 МэВ и кВ/см при максимальной энергии электронов 10 МэВ. Несмотря на то, что эти величины приблизительно на два порядка меньше порога электрического пробоя диэлектрика, можно ожидать локальных электрических разрядов вблизи неоднородных включений и неровностей на поверхности спутника. Вероятность микропробоев диэлектрика возрастает в периоды максимума солнечной активности. Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ, грант № 18-05-00108. 1. Кузнецов Н.В. / Модель космоса. Т. 1. Ред. М.И. Панасюк, Л.С. Новиков. 2007. С. 627. 2. Lai S.T. / Fundamentals of spacecraft charging: spacecraft interactions with space plasmas. Princeton University Press, Princeton, NJ. 2011. 3. Сурков В.В., Мозгов К.С. // Космические исследования 2019. Т. 57. С. 269