微波ECR等离子体装置的性能研究
低轨道航天器的空间等离子体环境主要为低温、低密度、等离子体。文章详细叙述了等离子体对航天器的影响及其两个ECR 微波等离子体校准装置的组成结构,并使用标准Langmuir 探针对等离子体的参数进行实验测量和分析,得到了电子密度、电子温度、空间电位和悬浮电位等参数,满足了电子密度106 ~ 108 个/cm3 ,电子温度1 ~10 eV 等低轨道航天器的空间等离子体参数要求。
论文引言 地方生活工作氛围中存有着以电离层等模式的工作氛围室内温度等阴阴正正铁阴阴阴阴阳离子体,列如阳光升起在反复地输送等阴阴正正铁阴阴阴阴阳离子体阿尔法阴阴阴阳离子流,转变成阳光升起风,在磁层中充电了各项电能的通电阿尔法阴阴阴阳离子和等阴阴正正铁阴阴阴阴阳离子体。电离层也是种天然水的、常期存有的工作氛围室内温度、低溶解度的等阴阴正正铁阴阴阴阴阳离子体。之中等阴阴正正铁阴阴阴阴阳离子体的溶解度、室内温度、化学物质和电能等跟随极度区别而甚微变化规律。而在低宇宙轨道列车( Low Earth Orbit,LEO) 上行驶的航空工业工程器与身边的等阴阴正正铁阴阴阴阴阳离子体、微高通电阿尔法阴阴阴阳离子、磁感线和阳光升起反射等生活工作氛围客观因素的充分的作用下,引起 等阴阴正正铁阴阴阴阴阳离子体自由电荷在航空工业工程器上积淀,使航空工业工程器与地方等阴阴正正铁阴阴阴阴阳离子体间区别步位间经常出现对电极电位差差,当电极电位差差停靠一段的阈值法时引起如何消除静电蓄电池充电,或者引起 专用主设备损毁。因而,从维持的人员和航空工业工程议器专用主设备的人身安全视场角考虑到,搞好等阴阴正正铁阴阴阴阴阳离子体生活工作氛围钻研,已是成了地方生活工作氛围的主要课题研究组成。 检测配置由于低轨道航天器所处的F2 层是低温、低密度的等离子体,所以等离子体模拟装置包括真空环境系统、真空获得系统、真空测量系统、等离子体源系统、设备电源系统、等离子体测试系统等。国内等离子体环境模拟设备主要集中在北京卫星环境工程研究所、中科院空间中心等单位,国外等离子体环境模拟设备主要集中在美国海军实验室和印度等离子体研究所等单位,如表1 所列。
表1 国外外等亚铁离子体重要模拟网部门及参数指标
在分析国内外此类设备的结构特点后,设计基于ECR 的双源结构,满足低轨道要求的等离子体环境。空间等离子体环境模拟器系统如图1 所示。装置的主要技术指标: 温度控制范围- 60 ~ 100 ℃;真空范围105 ~ 10 - 5 Pa; 等离子体产生电子密度范围为106 ~ 108 个/cm3 ; 电子温度的范围为1 ~10 eV; 空间电位的范围为- 100 ~ 50 V。

真空容器是直径为1 m,长度为1. 5 m 的真空罐,可获得清洁无油的10 - 5 Pa 真空度。真空罐采用放气率低的不锈钢材料制造,真空罐上设计有观察窗和多个真空备用接口,容器表面进行喷砂处理。真空获得系统,采用抽速为1 600 L /s 的分子泵及机械泵和插板阀等,以达到清洁无油高真空环境。为提高抽速,缩短真空获得时间,采用三台并联分子泵抽气。5 h 后获得极限真空度为3. 6 × 10 - 5 Pa。真空测量系统,采用电离和电阻复合式真空计,能够测量压力范围是105 ~ 10 -5 Pa,实时可以监测真空罐内真空度的变化。保证真空罐内的真空度完全维持在要求的真空度。
温差实验所模仿系统性 室温操控及衡量设计,进口负压屋内放有增加套管料的热沉,采取专用工具硅油作工质,用外置复叠式冷库安装小编机,经过外不断循环对热沉展开冷库安装小编,供电热处理手段对热沉展开热处理。热沉漆层涂航天工程专用工具黑漆,吸收能力率和半球反射性率均高出0. 9,热沉室温使用范围- 60 ~ 100 ℃。温差测试采取FP - 93 型恒温仪,热处理传感器及箱式变压器,高控制高精准度的室温安全检查仪和高控制高精准度铂阻值等。这当中高控制高精准度铂阻值在进口负压屋内壁布有9 个温差测试点,室温衡量的数据误差值为± 0. 3 ℃。 徽波蓄电池充电系统微波电子回旋共振( ECR) 离子源是一种无阴极源,具有电离能力强( 约10%) 、等离子体密度高( 108 ~ 1014 cm - 3 ) 、气压低( 10 - 1 Pa 量级) 、性能稳定等特点。反应粒子活性高、离子能量低、无高能粒子损伤、没有污染、磁场约束、减少等离子体与反应室壁的相互作用。是一种低气压、高密度等离子体源,能够在较低的气压下产生大面积均匀的高密度等离子体。
依据 根据对另一个ECR 等铁铝阳阴阳正化合物体源的对称性防止,减小大生态模拟网系统系统器设备中的规格梯度方向,型成较透亮的等铁铝阳阴阳正化合物体,相对应运大生态模拟网系统系统器设备中上端动用另一个ECR 等铁铝阳阴阳正化合物体源言之,存在的等铁铝阳阴阳正化合物体好些。上文實驗最终结果剖析断定,对ECR 源存在的等铁铝阳阴阳正化合物体,及区域电势差、浮悬电势差、电商规格和电商平均温度等模拟网系统系统参数值,能能够 既定化的微波加热ECR 等铁铝阳阴阳正化合物体操作心态,满意低道轨航天科技器区域等铁铝阳阴阳正化合物体大生态下效准朗缪尔电极的消费需求。




