Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

Figure 8.16
The Lithium-Ion battery system incorporated by Space Systems/Loral on Thaicom-4.
(
Source:
Space Systems/Loral.)

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Spacecraft Mission and Bus Subsystems
satellite by normal operation of the payload can be rendered harmless by proper
power supply design. However, it is possible for spikes in the range of hundreds
to thousands of volts to occur from Electrostatic Discharge (ESD), a phenomenon
not unlike lightning.
ESD is the result of a buildup on external surfaces of the spacecraft of a static
charge from electrons traveling in space. In a well-designed and constructed satellite,
all conducting surfaces are electrically connected to provide a common ground
running through the spacecraft structure. That means all points inside the spacecraft
rise in negative voltage potential together. However, if any external surface (con-
ducting or nonconducting) is not connected to ground, its voltage potential differs
from the rest of the spacecraft. As the charge builds up and potential difference
increases, an electrical arc could leap across any gap that separates the external
surface and another (grounded) element such as a piece of metal waveguide or
structure. The large surge of electrical current that would ensue could pass from
ground into the power system and be carried into sensitive electronic equipment.
The effect of ESD has been experienced many times in the past, particularly
on new spacecraft designs. A seemingly random shutdown of an operating transmit-
ter could be a symptom of ESD as could a ‘‘glitch’’ (a wild variation) in the
telemetered output of a sensor. In some cases, ESD has been known to permanently
damage digital electronic equipment and power supplies. Therefore, it is vital that
ESD be carefully taken into account by the use of appropriate materials and by
proper grounding.