张睿君，杨瑞强

（兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理重点实验室，兰州 730000）

火星尘埃带电荷量测量中法拉第杯参数的设计

张睿君，杨瑞强

（兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理重点实验室，兰州 730000）

大气中的尘埃会影响火星大气气候，通过摩擦和紫外线辐射，火星尘埃很容易带上电荷，带电的尘埃颗粒会悬浮、降落、黏着在航天器表面，甚至可能导致火星大气放电。此外，对尘埃带电荷量的研究有助于了解尘埃本质、起源和天体之间的关系。通过调研火星相关文献，分析国内外关于火星尘埃带电荷量的测量方法，使用斯托克斯沉降公式对火星尘埃沉降速度进行估算，并设计法拉第杯主要参数，为实现火星大气尘埃的带电荷量的原位测量提供理论和技术参考。

火星尘埃；电荷量；法拉第杯

0 引言

尘埃是火星表面和大气中非常重要的环境因素，其矿物成分类似于玄武岩物质，带有大量的长石、辉石和橄榄石，主要由氧化铁组成，颗粒尺寸小于60μm，平均2～4μm之间[1]。火星上液态水缺乏，地质活动侵蚀表面岩石，尘埃覆盖整个火星表面，在无尘暴时，火星表面大气的尘埃密度也可达到10-7kg/m3。大气稀薄加之昼夜温差大，乱流强动产生强风，席卷尘埃，形成火星尘暴，全球性尘暴风速可达180 m/s[2]。

有学者提出运动的尘埃和沙粒会产生带电现象[3-4]，这是由于火星气候环境干燥、寒冷以及强紫外线照射，在风场或流场作用下，尘埃颗粒之间相互碰撞，通过摩擦起电或接触带电的方式形成尘埃荷电。……