Устройства регистрации частиц космического мусора и микрометеороидов

• Автор: Изюмов, Михаил Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 232 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ РЕГИСТРАЦИИ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ЧАСТИЦ ЕСТЕСТВЕННОГО И ИСКУССТВЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
1.1 Источники потоков высокоскоростных частиц в космосе
1.2 Результаты экспериментов по замерам потоков твердых частиц
1.3 Методы и средства регистрации микрометеоритов и частиц космического мусора
Выводы
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ДЕТЕКТОРОВ НА ОСНОВЕ ЯВЛЕНИЯ ИОНИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЙ ИНДУКЦИИ ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ УДАРЕ
2.1 Теоретическая модель образования заряженных частиц в диапазоне низких скоростей соударения твердых тел
2.2 Теоретическая модель образования заряженных частиц в диапазоне высоких скоростей соударения твердых тел
2.3 Модели импульса тока детекторов высокоскоростных частиц
2.3.1 Модель импульса тока детектора с отражателем
2.3.2 Математическая модель импульса тока преобразователя плоской конструкции
2.3.3 Модель импульса тока преобразователя плоской конструкции с приемником в виде системы плоскопараллельных пластин
2.3.4 Модель импульса тока преобразователя плоской конструкции с приемником в виде системы параллельных
нитей

2.3.5 Модель импульса тока преобразователя сферической конструкции
2.3.6 Модель импульса тока детектора на основе электростатической индукции
2.4 Моделирование процессов регистрации высокоскоростных частиц на основе использования элементов конструкции космического аппарата
2.4.1 Модель устройства регистрации высокоскоростных частиц для случая отсутствия пробоя элемента конструкции КА
2.4.2 Модель устройства с принудительной ионизацией газовых частиц для случая сквозного пробоя элемента конструкции КА
2.4.3 Модель устройства с совмещением физических явлений
Выводы
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ЧАСТИЦ
В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
3.1 Методы и устройства моделирования высокоскоростных частиц
3.2 Ударные эксперименты с использованием электроплазменных и электростатических ускорителей
3.3 Проведение лабораторных экспериментов с использованием преобразователя ионизационного типа
3.4 Лабораторные эксперименты с принудительной ионизацией потоков газовых частиц
3.5 Лабораторные эксперименты с использованием лазера
3.6 Анализ результатов экспериментов
Выводы
ГЛАВА 4. ПОГРЕШНОСТИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
4.1 Классификация погрешностей
4.2 Алгоритм измерителя физических характеристик высокоскоростных частиц
4.3 Погрешности методов и устройств для регистрации пылевых
частиц
Выводы
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ ДЕТЕКТОРОВ И АППАРАТУРЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
5.1 Статистические характеристики шумовых токов ионизационного преобразователя плоской конструкции
5.2 Обоснование метода и структурной схемы устройства регистрации частиц космического мусора и микрометеоритов
5.2.1 Краткие сведения о принципе работы устройства
5.2.2 Разработка метода измерения и обработки физических параметров частицы
5.2.3 Назначение блоков и принцип работы системы по структурной схеме
5.2.4 Система обработки измерений. Общая постановка задачи
5.2.5 Применение метода максимального правдоподобия
5.2.6 Результаты моделирования
5.3 Примеры конструктивного исполнения преобразователей
Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д

Глава 2. Теоретические основы построения детекторов на основе явления ионизации и электростатической индукции при высокоскоростном ударе
Теоретический анализ процесса образования вторичных заряженных частиц при высокоскоростном ударе представляет собой сложную проблему в связи с том, что в настоящее время не существует физическая модель явления, которая была бы применима в широком диапазоне изменения входных параметров ударного воздействия (скорости, массы, плотности ударника). Расчет остаточной степени ионизации проводится в соответствии с существующими моделями образования заряженных частиц при высокоскоростном ударе [69].
- модель поверхностной ионизации (У<10 кмс"1);
- модель объемной ионизации (У>20 км с"1).
В диапазоне скоростей частиц 10 кмЛнСУО км/с не создана модель образования заряженных частиц, поэтому не представляется возможным проведение расчета величины остаточного заряда. О величине заряда как функции параметров ударника можно получить приближенные сведения лишь используя методы.экстраполяции экспериментальных данных.
К настоящему времени не представляется возможным описание поведения вещества от сверхплотного высокотемпературного состояния до газообразного с исчезающе малой плотностью, то есть состояний, которые проходит вещество при разгрузке, что не позволяет решить задачу количественно. Для создания конструкции детектора необходимы, прежде всего, функциональные зависимости, связывающие параметры микрочастицы с параметрами ионизированного газа, а также с конструктивными параметрами устройства [62].