GBT 41457-2022 空间环境 地球同步轨道太阳质子注量及其统计模型置信度选择指南.pdf

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  • 5.3GEO轨道观测到的高能质子数据

    a) GMS(E140); b) METEOSAT(E63,E0); GOES(W75,W135); d)风云卫星(E105)

    如果有必要调整幅度和概率以超过给定的预估值(1989年9月至10月的最大质子事件1 文件中),可使用参考文献[2]和参考文献[3]中描述的历史分析结果。

    水库标准规范范本6太阳质子注量统计模型的置信度选择指南

    置信度选择按照以下原则: a 使用统计模型的置信度来对太阳质子注量进行预估; b)利用5.1中的方法进行注量的预估; c)利用5.2中的方法进行置信度的选择。 太阳质子注量预估及其置信度选择示例见附录B

    本文件与ISO12208:2015技术性差异及其原因

    表A.1本文件与ISO12208:2015技术性差异及其原因

    GB/T414572022

    附录B (资料性) 太阳质子注量预估及其置信度选择示例

    太阳电池板的设计主要受到寿命末期输出功率的限制,因此,需要对太阳电池寿命期间的辐射环境 进行预估。 影响太阳电池板的辐射环境主要由电子和质子组成。在GEO轨道,地球辐射带电子和太阳能量 质子是主要影响因素。地球辐射带电子通常是稳定的,并且容易预估。然而,太阳能量质子强度较高并 且随机发生,因此,较难预估。 太阳电池板由基板、太阳电池和盖片组成。盖片起到防护辐射环境的作用,其厚度通常为100μm。 在盖片玻璃的防护下,宇宙线尤其是质子的能量将被消减,低能质子被盖片玻璃所阻挡而不能到达太阳 电池。在对太阳电池性能退化进行预估时,盖片玻璃的消减作用需要给予考虑。

    B.2辐射导致的太阳电池性能退化

    高能带电粒子(电子和质子)穿过太阳电池的同时损失能量,并沿着厚度的方向对太阳电池造成损 伤。同时,高能带电粒子与太阳电池原子发生弹性和非弹性碰撞,引起晶格缺陷,造成太阳电池的短路 电流、开路电压和最大功率发生退化。退化机制称为位移损伤,是与半导体器件如双极半导体同样的体 损伤。

    B.2.2性能退化预估方法(相对损伤系数法)

    JPL手册[4,5采用相对损伤系数法,即将任务期间的累积电子和质子注量等效为1MeV电子,那么 太阳电池的退化就可用1MeV的电子来进行预估。 相对损伤系数是通过测量不同能量不同类型的粒子对太阳电池的退化而得到。评估退化的参数包 括退化与电子和质子能量的关系以及电子和质子引起退化的比率。 退化参数的依据是注量与太阳电池参数之间的关系。首先,注量与太阳电池性能之间的关系可通 过地面模拟试验获得,试验数据拟合为试验曲线。从试验曲线上,可得到不同类型不同能量的粒子造成 相同退化的注量。这些注量等效为10MeV质子或者1MeV的电子。第二,10MeV的质子和1MeV 的电子的试验曲线可提供转换比率

    B.3GEO太阳电池退化预估

    B.3.1第1步:GEO轨道辐射源及其注量预估

    对多结太阳电池,盖片的厚度通常为100μm,见图B.1,退化主要由3MeV~10MeV的质子引起。

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    三结太阳电池(最大功率)的相对损伤系数

    防雷标准规范范本B.3.2第2步:太阻电池退化预估

    利用GOES数据(19862005)进行质子注量(4MeV至16MeV)的预估,见图B.2中的实线。 基于JPL质子注量模型[6(>4MeV)的预估(见图B.2中的虚线)也画在图中以做比较

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    图B.2>4MeV质子的累积注量

    利用GMS数据进行100%的质子注量 预估(虚线)见图B.3。显然,利用JPL质子注量模型对较长时间质子注量进行预估有过高的

    图B.34MeV~8MeV质子的累积注

    食用油标准B.4.3统计模型的置信度选择指南

    B.4一年周期的质子注量(4MeV至8MeV)的

    利用基于置信度的统计 进行预估,见图B.3。 基于任务周期,JPL质子注 95%(1年)至50%(7年到9年)

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