JPH0752900A - 宇宙船からの電子の採取方法とその装置 - Google Patents

宇宙船からの電子の採取方法とその装置

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JPH0752900A
JPH0752900A JP6183766A JP18376694A JPH0752900A JP H0752900 A JPH0752900 A JP H0752900A JP 6183766 A JP6183766 A JP 6183766A JP 18376694 A JP18376694 A JP 18376694A JP H0752900 A JPH0752900 A JP H0752900A
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JP
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photocathode
satellite
accelerating
electrons
light source
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JP6183766A
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Gianfranco Cirri
チリー・ジアンフランコ
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PROEL TECHNOL SpA
PUROERU TECHNOL SpA
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PROEL TECHNOL SpA
PUROERU TECHNOL SpA
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/52—Protection, safety or emergency devices; Survival aids
    • B64G1/54—Protection against radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F3/00—Carrying-off electrostatic charges
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F3/00—Carrying-off electrostatic charges
    • H05F3/04—Carrying-off electrostatic charges by means of spark gaps or other discharge devices

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  • Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】衛星上の負電荷の蓄積を避けること。 【構成】できれば加速電極（２１、２３）と組合せて、
適当な光源（３）からの光の照射により衝突される時に
電子を放射する、光電陰極（１）を使用する事が提案さ
せている。光電陰極は衛星に接続され、電子を衛星から
放出できる。従って周囲の環境に関連して電位を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は宇宙船または、宇宙船の一部分の
電圧を衛星の動いている環境の電位に関連して制御をす
る方法及び装置に関するものである。既によく知られて
いるように、電離層において帯電した粒子宇宙線や太陽
光線で発生した大気ガスのイオン化により発生され電離
層における光電粒子の存在は、衛星をしばしば静電的に
帯電させる。衛星が移動する環境に存在している帯電粒
子は、金属及び衛星の誘電体部分に付着され、衛星が帯
電して宇宙船とその周囲の環境との間及び、衛星の一定
の部分と周囲の環境との間に必然的に電位差（及び電
場）が形成されることになる。
【０００２】衛星とその周囲との間に存在する電位差
（“宇宙船の帯電現象”として知られている）は、kvの
数十倍までの高数値に達し得る。宇宙船の近くに形成さ
れた電場は表面及び船体放電を生じさせ得、電磁波を発
生させるという現象につながる。その様な現象は電気機
器に搭載されたアナログ、デジタル回路を不適当に作動
させたり、前記の機器を実際に損傷させるという影響を
及ぼし得る。この現象はまた、宇宙船外の考えられる作
業や異なった宇宙船間（例えばスペースシャトルと軌道
衛星）のドッキング操作の場合に、衛星上の人員にとっ
ても危険である。
【０００３】宇宙船の帯電現象を制限するまたは防止す
るのに一般に用いられた方法には、受動型と能動型の２
つの形式がある。前者の方法で周囲の環境から発生する
電荷の蓄積を制限するため、衛星の表面上に特殊な導電
性被覆を使用することと組合せで“接地技術”（衛星の
様々な部分間の電気的接続）を使用しており、また後者
の方法では衛星表面に蓄積した電荷を衛星から排除する
能動手段を使用している。
【０００４】前者の受動方法は、被覆で完壁に衛星表面
を覆うことが不可能なであるので、完全に十分な結果を
もたらしていない。さらにこの技術は高価であり、容易
に劣化させる。
【０００５】能動方法は一般的には他の目的の為、特に
イオンスラスター及びと中和装置として製作される能動
プラズマ装置を基本としている。これらの能動系には一
般的に、宇宙船からの過剰電荷を取り出すにも使用さ
れ、それにより過剰な電荷現象を制限し防止する。これ
らは荷電粒子発生装置であるが、しかし相当な電力供給
系と、装置の動作の為にイオン化すべきガス推進剤との
供給型を対応したタンク及び流路が共に必要である。
【０００６】多数の構成要素及び電源の存在は、わずか
ばかりでない付加的な質量となり、しかも正確な動作を
行なわせるために複雑な始動手順を実行し、結果として
船内の乗員やコンピューターによる連続した監視を必要
とする。加えて衛星の電位を測定し、信号を監視装置に
送るセンサーが必要とされる。
【０００７】さらに能動系は、宇宙船内に存在する推進
燃料の量に依存する限られた期間だけ使用することがで
きる。
【０００８】宇宙船の電位制御の為の能動、受動系の使
用における別の時、不利益は、実際それらの系が作動指
令に直ちに応答できないことにあり、始動には数分間程
度の時間が必要とされる。これは宇宙船の電位制御が即
時には機能し得ないことを意味している。
【０００９】上記の問題を問題を解決するため、外部制
御を必要とせずに自動モードで動作できる特殊な形態
で、電子銃を使用することが提案されてきた(EP-A-0488
973)。
【００１０】本発明は、宇宙船の電位を制御できるよう
にし、かつ上述の既存の不利益を解決する新規の方法及
び装置を提供することにある。本発明による方法及び装
置はまた、構造の単純化、制御の容易化及び正確な時間
での動作をもたらす。
【００１１】以下に記載から、当業者により理解される
であろうこれら及びその他の目的及び利益は、本発明に
よれば達成される。そして結合において、衛星の一部分
に電気的に接続した光電陰極は、好ましくは、前記の光
電陰極から放出された電子を加速する加速手段と、光電
陰極を励起でき、かつ電子を放出させる光源と結合して
成る装置で達成される。
【００１２】光電陰極は表面の能動部分の特性により、
光電陰極の形式に応じた適当な強度と波長の光放射によ
り前記の表面が照射される時、電子を放出できる装置を
形成している。
【００１３】光源は光電陰極を連続的に放射状態に維持
でき、光電陰極は、それの接続されている衛星の一部分
の電位が、周囲の環境の電位（衛星は負に帯電されてい
る）より低い時、電子を外部へ放出する。
【００１４】光電陰極は有利には、それが電気的に接続
させている衛星に対応した部分の電位を維持される。電
圧発生装置は加速手段（グリットと加速陽極または、他
の要素からなる）を衛星の相対的な部分に対して陽電圧
に維持する。電子銃（EP-A-0488973)と組合わさってそ
れ自体公知のこの構成は、電力消費を最小に減らすこと
ができる。というのは電圧発生装置を介して流れる電流
が漏れ電流のみに相当しているからである。
【００１５】本発明による装置の、さらに有利で非限定
的な特性と実施例は、特許請求の範囲に示される。宇宙
船からの電子抽出する発明による方法は、以下のステッ
プすなわち光電陰極を衛星の一部分と電気的に接続する
こと、光放射によって光電陰極による電子放出を刺激す
ること、及び光電陰極から放出した電子を衛星の外側の
環境へ向って加速することから成っている。本発明によ
る方法の更に有利な実施例は、特許請求の範囲に示され
る。
【００１６】
【実施例】本発明は、以下の説明及び本発明を限定しな
い実施例を示す添附図面からより明確に理解される。
【００１７】最初に図１を参照すると、本発明の第１の
実施例において、適当な形状、素材の光電陰極１は衛星
Ｓの構造体に適当な仕方で電気的に接続されている。光
電陰極は光源３により照射され、この光源は適所におけ
る光電陰極の前方に配置され、そして簡易な電池５で給
電されるかまたは、衛星Ｓの主電力供給系（例えば太陽
電池）に接続される。光源３により活性化される光電陰
極は、電子を外面側へ向って放出でき、それらは電子は
宇宙船の表面近くの電場によって加速させる。
【００１８】本系は放出された電子を加速する適当な手
段を利用して、光電陰極により放出された電子の外側の
放出を促進させている。図１において加速手段は適当な
電源１３または電力供給系により、衛星の電位に対して
正に極性化される、電子グリット１１から成っている。
【００１９】可能性として、図２に例示する本発明の可
能な好ましい実施例では、装置は電子抽出のプロセスを
最適化するため、少なくともひとつまたはそれ以上の加
速手段及びひとつ以上の電源をより多く備えることがで
きる。図２において加速手段は２つの加速電極２１、２
３で構成されており、これらの電極は電源２５、２７に
それぞれ接続されている。符号１、３は光電陰極と光
源、それぞれ示している。
【００２０】衛星は代表的には互いに電気的に絶縁され
た複数の部分すなわち区域をもっており、そこでは電位
の区域毎に変動しえる電位が発生させ得る。この様な状
態は衛星の様々な区域に関連させている多数の放電装置
を設ける事が有利であり得る。図３には子細な図解で、
４つの部分Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、そしてＳ４に分割した衛
星Ｓを非常に概略的に示し、これらの部分は互いに電気
的に絶縁、または高い抵抗を介して互いに電気的に接続
されている部分Ｓ１とＳ４は、１０と１２によって各々
示される二つの別個の電子抽出装置に接続しており、そ
れらは図２に示されている型式のものであり得る。部分
Ｓ２、Ｓ３は同様な装置や、他の適当な形式の装置、例
えば正電荷を抽出する装置を備える事ができる。この様
にして衛星の様々な区域における電位を正確に制御する
ことが可能であり、衛星と周囲との間の電位差の形成だ
けでなく、衛星の個々の部分間の電場形成も制限してい
る。
【００２１】図３において単独電極または、図２に示さ
れるように、二重電極が加速器として設けられている
が、図１の配置も装置１、２に採択されうる。
【００２２】図４に例示する本発明装置の別の可能な変
形実施例によれば、この系は適当な開閉装置３１、３３
を備えており、これらの開閉装置は光電陰極を衛星の多
数の部分Ｓ１−Ｓ４のひとつか、別の部分に交互に接続
に適する。この様にして同一光電陰極は衛星の異なった
区域を放電させる為に使用され得る。開閉器３１は光電
陰極４１の接続を切換えるのに使用され一方、開閉器３
３は電圧源１３を切換えるのに使用される。加速装置５
１はできれば単独加速電極を備えた図２に示される形態
の者でよい。
【００２３】上記の装置は（種々の実施例により）、電
気的に宇宙船に接続された光電陰極の前方に配置された
光源の照射による、宇宙船からの過剰電子を排除する事
によって宇宙船に蓄積される負電荷と、その結果として
衛星の電位を制御するために使用できる。
【００２４】本発明による装置により光電陰極から放出
される粒子の流れは、光電陰極の前方に配置された光源
から放出された光の強度を制御することにより、簡易に
調節することが出来る。図１において、符号４はこの目
的である光強度調整器を概略的に示したものである。こ
れにより様々な周囲環境の状態に適合させることができ
また、外側からの帯電粒子の異なった状態における宇宙
船の電位を制御することができ、従ってこの系は多数の
電離状態及び様々な形での発生により誘導された電位の
除去に適するようにされる。
【００２５】図面は単に本発明の実用例として挙げた単
なる実施例を示しており、本発明は発明の型式とその方
法によって、本発明の概念の範囲から逸れる事なしに形
態及び構成において変えることができることが理解され
るべきである。請求項の参照番号は、説明及び図面に関
して特許請求の範囲の解釈を容易にする目的のためであ
り、請求項によって与えられた保護の範囲の制限するも
のではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例における本発明による装置を示す。
【図２】図１の実施例の変形例、好ましくは図１の実施
例に対する変形例を示す。
【図３】衛星の２つの電気的に絶縁された区域の電位差
を制御するために本発明による二つの装置を装着した衛
星の概略全体図である。
【図４】単独信号の光電陰極を、お互いに電気的に絶縁
されている衛星の異なった区域に、交互に接続できる相
対的位置を示す。
【符号の説明】
1:光電陰極 3:光源 5:電池 7:電池 10:電子抽出装置 11:電子グリット 12:電子抽出装置 13:電圧発生装置（電源） 21:加速電極 23:加速電極（加速手段） 25:電圧発生装置（電源） 27:電圧発生装置（電源） 31:開閉装置 33:開閉装置 41:光電陰極 51:加速装置 S:衛星 S1:分割した衛星Ｓ S2:分割した衛星Ｓ S3:分割した衛星Ｓ S4:分割した衛星Ｓ

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 衛星（Ｓ）の一部分と電気的に接続した
    光電陰極（１）及び、光電陰極（１）を励起できる光源
    （３）を結合して成ることを特徴とする宇宙船から電子
    を抽出する装置。
  2. 【請求項２】 さらに前記の光電陰極（１）から放出さ
    れた電子を加速する手段（１１、２１、２３）を有する
    請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 光電陰極が衛星（Ｓ）の相応した部分に
    の電位に維持され、電圧発生装置（１３、２５、２７）
    が衛星（Ｓ）の上記部分に対して、正電圧に加速手段
    （１１、２１、２３）を維持する請求項１または２に記
    載の装置。
  4. 【請求項４】 加速手段が加速グリット（１１）から成
    っている請求項１または２または３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 加速手段がホロー加速電極（２１、２
    ３）から成っている請求項１または２または３に記載の
    装置。
  6. 【請求項６】 加速手段が異なった電位の一連の２つの
    加速電極（２１、２３）から成って請求項１〜５のいず
    れか１項に記載の装置。
  7. 【請求項７】 光電陰極（１）を分割された衛星（Ｓ）
    の複数の部分（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）からに選した
    任意の部分に交互に接続する切換え手段（３１）を備え
    請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
  8. 【請求項８】 電圧発生装置（１３）を、光電陰極の接
    続される衛星部分に逐次接続する別の切換え手段（３
    ３）を備えている請求項３〜６のいずれか１項に記載の
    装置。
  9. 【請求項９】 前記光源（３）の光の強度を調節する調
    節器手段（４）を備えている請求項１〜８のいずれか１
    項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 光電陰極と衛星の一部とを電気的に接
    続すること及び、光放射により前記光電陰極による電子
    の放出を刺激することからなる宇宙船から電子を抽出す
    る方法。
  11. 【請求項１１】 前記光電陰極から放出された電子を、
    前記の衛星の外側の環境へ向って加速することを付加的
    に含む請求項１０に記載された方法。
  12. 【請求項１２】 光電陰極の前方に配置され、光電陰極
    に対して正電位を維持される加速手段によって電子を加
    速する請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 光電陰極を電気的に接続されている衛
    星の部分と同じ電位に維持する請求項１０、１１、また
    は１２のいずれか１項に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 互いに電気的に絶縁されている衛星の
    異なった部分に、光電陰極が電気的に連続的に接続され
    ている請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１０〜１４のひとつかまたより
    多く請求された方法は、前記の光電陰極からの電子放出
    が、前記の光放射の強度の調整により調節される請求項
    １０〜１４のいずれか１項に記載の方法。
JP6183766A 1993-08-06 1994-08-04 宇宙船からの電子の採取方法とその装置 Pending JPH0752900A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT93A000158 1993-08-06
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JPH0752900A true JPH0752900A (ja) 1995-02-28

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ID=11350586

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JP6183766A Pending JPH0752900A (ja) 1993-08-06 1994-08-04 宇宙船からの電子の採取方法とその装置

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JP (1) JPH0752900A (ja)
IT (1) IT1262494B (ja)

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