تاثیرات تخلیه الکترواستاتیکی در پنل های خورشیدی در شرایط فضا

امروزه فن آوری ساخت و پرتاب ماهواره ها یکی از ضروری ترین و مهمترین نیازهای هر کشوری است. ماهواره ها کاربردهای فراوان و مهمی در زندگی بشر دارند و روز به روز به اهمیت و کاربرد هایشان افزودهمی گردد. برای ساخت و پرتاپ ماهواره مولفه های زیادی را باید نظر گرفت که یکی از آنها اثرات تشعشعات کیهانی بر قطعات الکترونیکی ماهواره و آسیب های مربوط به پدیده ی شارژ می باشد. در فضای اطراف زمینکه ماهواره ها با ارتفاع متفاوت قرار می گیرند، ذرات بسیاری قرار دارند که تحت تاثیر جاذبه ی میدان های الکتریکی و مغناطیسی فضایی قرار دارند. فضای اطراف زمین با توجه به فشار هوا و میدانها به لایه هایی تقسیم می شود که هر یک رفتار مربوط به خود را دارند. قسمت هایی از فضا مانند مگنتوسفر و کمربندهای تشعشعی و همچنین فعالیت های خورشیدی و ذرات پر انرژی خورشیدی که در فضا پراکنده اند، بر ماهواره ها و مدارهای الکترونیکی آنها تاثیر می گذارند. که به نوعی باعث ایجاد اختلال در سیستم الکترونیکی ماهواره می شوند. تخلیه الکترواستاتیکی خطرات جدی برای ماهواره و آرایه خورشیدی دارد و می تواند به از بین رفتن یک سلول، آرایه و یا شکست کامل ماموریت تبدیل شود، هدف اصلی این پژوهش شناسایی مکانیسم ایجاد اختلال ESD بر روی ماهواره و ارائه ی راهکارهای کاهش این پدیده است، ابتدا فرآیندهای مرتبط با شارژ و جمع شدن الکترون و یون بررسی شده است و مفاهیم اولیه ی آرک و انواع آن، مکانیسم شروع تخلیه الکترواستاتیکی بیان شدند. شارژ سطحی و شارژ عمقی دو پدیده ی مهم در فرآیند شارژ هستند، مبانی این پدیده ها بصورت کامل بیان شده و شبیه سازی های لازم با استفاده از نرم افزارهای شبیه ساز محیط فضا انجام شده است، همچنین طراحی مدل سلول خورشیدی و مدل در هنگام خطا در محیط سیمولینک انجام شده است. راهکارهای مختلفی برای پیشگیری و کاهش اثرات مخرب تخلیه الکترواستاتیکی بیان شده است، پوشاندن با پوشش مناسب و تنظیمات لایه بندی مناسب برای جلوگیری از ایجاد اختلاف پتانسیل بالا در سلول های مجاور از راهکارهای کاهش خطر ESD است.

Keywords:

دشارژ الکترواستاتیکی , آرک , شارژ سطحی , شارژ عمقی , اختلاف ولتاژ , حداکثر میدان الکتریکی