Перенос зарядов быстрыми электронами на подветренные поверхности КА в полярной ионосфере Земли

Рубрика: 
Космическая и атмосферная физика
1Шувалов, ВА, 1Кочубей, ГС, Бандель, КА, Приймак, АИ
1Інститут технічної механіки Нацiональної академії наук України i Державного космічного агентства України, Дніпропетровськ
Косм. наука технол. 2007, 13 ;(6):005-017
https://doi.org/10.15407/knit2007.06.005
Язык публикации: русский
Аннотация: 
Разработана процедура физического моделирования процессов высоковольтной подзарядки подветренных поверхностей элементов конструкций космических аппаратов быстрыми электронами в полярной ионосфере в тени Земли. По результатам стендовых и вычислительных экспериментов, спутниковых измерений определены зависимости равновесных потенциалов подветренных поверхностей от соотношения концентраций быстрых электронов и положительных ионов в близком следе за телом и в невозмущенной плазме.
Ключевые слова: быстрые электроны, положительные ионы, равновесные потенциалы
 
Полный текст (PDF)
References: 
1.  Антонов В. М., Пономаренко А. Г. Лабораторные иссле­дования эффектов электризации космических аппаратов. — Новосибирск: Наука, 1992.—115 с.
2.  Бронштейн И. М., Фрайман Б. С. Вторичная электрон­ная эмиссия. — М.: Наука, 1969.—408 с.
3.  Веников В. А. Теория подобия и моделирования. — М.: Высш. шк, 1976.—480 с.
4.  Гуревич А. В., Димант Я. С. Обтекание диска потоком разреженной плазмы // Геомагнетизм и аэрономия.— 1975.— 15, № 2.—С. 221—230.
5.  Гуревич А. В., Питаевский Л. П., Смирнова В. В. Ионосферная аэродинамика // Успехи физ. наук.— 1969.—99, № 1.—С. 3—49.
6.  Гуревич А. В., Смирнова В. В. Обтекание плоских тел сверхзвуковым потоком разреженной плазмы // Гео­магнетизм и аэрономия.—1970.—10, № 3.—С. 402— 407.
7.  Гуревич А. В., Шварцбург А. Б. Нелинейная теория распространения радиоволн в ионосфере. — М.: Наука, 1973.—272 с.
8.  Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Электродинамика сплош­ных сред. — М.: Физмат, 1959.—523 с.
9.  Мак-Даниель М. Процессы столкновений в ионизиро­ванных газах. — М.: Мир, 1967.—832 с.
10.  Носачев Л. В., Скворцов В. В. Исследование распреде­ления ионного тока в следе за цилиндрическими и сферическими телами в потоках аргоновой и азотной плазмы // Ученые записки ЦАГИ.—1970.—1, № 5.— С. 39—43.
11.  Носачев Л. В., Скворцов В. В. Исследование возмуще­ний, вносимых телом в поток разреженной замагничен-ной плазмы // Журн. техн. физ.—1978.—48, № 6.— С. 1178—1185.
12.  Скворцов В. В., Носачев Л. В. Исследование структуры следа за сферическими моделями в потоке разреженной плазмы // Косм, исслед.—1968.—6, № 2.—С. 208— 233.
13.  Хилл Дж., Уиппл Э. Электризация больших конструк­ций в космосе применительно к проблеме космических полетов под солнечным парусом // Аэрокосмическая техника.—1986.—№ 3.—С. 122—131.
14.  Шувалов В. А., Зельдина Э. А. Структура электроста­тического поля в следе за сферой в потоке равновесной плазмы низкой плотности // Геомагнетизм и аэроно­мия.—1976.—16, № 4.—С. 603—607.
15.  Шувалов В. А., Письменный Н. И., Приймак А. И. и др. Зондовая диагностика высокоскоростных потоков разреженной частично диссоциированной плазмы // Приборы и техн. экспермента.—2007.—№ 3.— С. 92—100.
16.  Шувалов В. А., Приймак А. И., Губин В. В. Радиаци­онная электризации элементов конструкций космических аппаратов. Физическое моделирование, накопле­ние и нейтрализация зарядов // Косм, исслед.—2001.— 39, № 1.—С. 18—26.
17.  Шувалов В. А., Приймак А. И., Резниченко Н. П. и др. Контактная диагностика ионосферной и лабораторной плазмы // Космічна наука і технологія.—2004.—10, № 2/3.—С. 3—15.
18.  Шувалов В. А., Тихий В. Г., Приймак А. И. и др. Деградация полимерных материалов обшивок солнеч­ных батарей КА при длительном воздействии атомарно­го кислорода // Космічна наука і технологія.—2005.— 11, № 5/6.—С. 78—86.
19.  Anderson Р. С, Koons H. С. Spacecraft charging anomaly a low-altitude satellite in a Aurora // J. Spacecraft and Rockets.—1996.—33, N 5.—P. 734—738.
20.  Davies R., Dennison J. Evolution of secondary electron emission characteristics of spacecraft surface // J. Spacecraft and Rockets.—1998.—34, N 4.—P. 571—574.
21.  Davis V. A., Mandell M. J., Cooke D. L., Enloe С L. High-voltage interactions in plasma wakes: simulation and flight measurement from the charge hazards and studies (CHAWS) experiment // J. Geophys. Res.—1999.—104, N A6.—P. 12455—12459.
22.  Fournier G., Pigache D. Wakes in collisionless plasma // Phys. Fluids.—1975.—18, N 11.—P. 1443—1453.
23.  Gussenhoven M. A., Hardy D. A., Rich F., et al. High-level spacecraft charging in the low-altitude polar and auroral environment // J. Geophys. Res.—1985.—90, N All.— P. 11009—11023.
24.  Kozima H., Yamada K., Nakasima K. The self-similarity and the non-neutrality of near-wakes in two-dimensional geometry // Phys. Fluids В.—1989.—1, N 4.—P. 719— 724.
25.  Laframbiose J. Theory of spherical and cylindrical Langmure probe in a collisionless plasma at rest // Rarefied and Dynamics.—1966.—2.—P. 22—44.
26.  Laframbiose J., Luo J. High-voltage polar orbit and beam-induced charging of a dielectric spacecraft: a wake-induced barrier effect mechanism // J. Geophys. Res.—1989.—94, N A7.—P. 1615—1629.
27.  Liu V. С Ionospheric gas dynamics of satellite and diagnosic probe // Space Sci. Rev.—1969.—9.—P. 423— 490.
28.  Liu V. C, Yew H. Near wake of the rarefied plasma flows at mesothermal speed // AJAA Paper. —1968.—N 68/69.-8 p.
29.  Murphy G. В., Reasoner D. L., Tribble A., et al. The plasma wake of the Shuttle orbiter // J. Geophys. Res.— 1989.—94, N A6.—P. 6866—6872.
30.  Samir U., Gordon R., Brace L., Theis R. The near-wake structure of the Atmosphere Explorer С (АЕ-С) satellite. A parameter investigation // J. Geophys. Res.—1979.—84, N 2A.—P. 513—525.
31.  Samir U., Kaufman Y., Brace L., Brinton H. The depend­ence of ion density in the wake of the AE-C satellite on the ratio body size to debye lengths in on [O ]-dominated plasma // J. Geophys. Res. —1980.—85, N A4.— P. 1769—1772.
32.  Samir U., Stone N. A., Wright К. Н. On plasma disturban­ces caused by the motion of the Space Shuttle and the small satellite:   a   comparison   of   the   situ   observation   //   J. Geophys. Res.—1986.—91, N Al.—P. 277—285.
33.  Samir U., Weldman P., Rich F., et al. About the parametric interplay between ionic Mach number, body-size and satel­lite potential in determining the ion depletion in the wake of the S3-2 satellite // J. Geophys. Res.—1981.—86, N A13.—P. 11161 — 11166.
34.  Stenglass E. J. Backscattering of kilovolt electron from solid // Phys. Rev.—1954.—54, N 2.—P. 345—358.
35.  Wang J., Hasting S. D. Ionospheric plasma flow over large high-voltage space platforms. II. The formation and struc­ture of plasma wake // Phys. Fluids B.—1992.—4, N 6.— P. 1615—1629.

36.  Wang J., Lenng P., Garrett A., Murphy G. Multibody-plas-ma interactions: charging in the wake // J. Spacecraft and Rockets.—1994.—31, N 5.—P. 889—894.