Датчик мониторинга ионосферы, размещаемый на наноспутниках

В.Э. Дрейзин, Аль Кадими Али Нури Мохаммед, В.Е. Бондырев

Юго-Западный государственный университет,  РФ, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94

E-mail: drejzin-ve@yandex.ru

DOI: 10.33075/2220-5861-2021-2-54-65

УДК 621.374.44: 629.7.051

Реферат:

   В настоящей работе предлагается  датчик плотности и состава верхних слоёв атмосферы (ионосферы), предназначенный для установки на наноспутниках. Показаны актуальность и существующие проблемы прямых инструментальных исследований ионосферы на высотах 150-500 км. Из существующих типов вакуумметров наиболее подходит для автономного функционирования на указанных высотах ионизационные вакуумметры с инверсно-магнетронными первичными преобразователями с холодным катодом. Однако, существующие промышленные типы таких вакуумметров для функционирования в условиях ионосферы непригодны из-за высокой концентрации заряженных частиц в воздушной среде, что приводит к большим искажениям показаний. Кроме того, у них велики массогабаритные характеристики и энергоёмкость, исключающие возможность их установки на наноспутники.

   Для  решения этих проблем разработана математическая модель электрофизических  процессов, происходящих в активной зоне такого преобразователя, что позволило существенно сократить его массогабаритные характеристики и энергоёмкость. А для устранения влияния заряженных частиц он снабжён электронно-ионной ловушкой, что дополнительно позволило измерять концентрацию электронов и ионов в окружающей среде.

   Описана конструкция такого совмещённого преобразователя, проведены расчёты электрического и магнитного полей в активной зоне вакуумметрического преобразователя и электрических полей в межэлектродном пространстве ловушки. Разработана методика расчёта величины токов такого совмещённого преобразователя, что позволяет оценить необходимые диапазоны измерения измерительных каналов датчика. Полученные результаты позволяют приступить к его опытно-конструкторскому проектированию.

Ключевые слова: ионосфера, плотность, ионный состав, датчик, конструкция, моделирование,
характеристики.

Для цитирования: Дрейзин В.Э., Аль Кадими Али Нури Мохаммед, Бондырев В.Е.  Датчик мониторинга ионосферы, размещаемый на наноспутниках // Системы контроля окружающей среды. 2021. Вып. 2 (44). C. 54–65.

Полный текст в формате PDF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Модель космоса. Научно-информационное издание: в 2 т. / под ред. М.И. Панасюка, Л.С. Новикова. Т. 1: Физические условия в космическом пространстве. М.: КДУ, 2007. 872 с.
2. Энциклопедия космоса STARBOOLS. Научные статьи. Режим доступа: http://www.starbolls.narod.ru/index.files/25n.htm (дата обращения: 12.05.2018).
3. ГОСТ 25645.115 – 84. Атмосфера Земли верхняя. Модель плотности для баллистического обеспечения полётов искусственных спутников Земли. Изд. стандартов, 1984.
4. Дрейзин В.Э., Аль Кадими Али Нури Мохаммед. Перспективы исследования плотности и состава верхних слоёв атмосферы с помощью малых космических аппаратов // Инновационные информационные и коммуникационные технологии: cб. тр. XV Междунар. науч.-практ. конф. 2018. С. 289–293.
5. Протасов Ю.С.,Чувашев С.Н. Физическая электроника газоразрядных устройств. Плазменная электроника: учебное пособие. Ч. 2. М.: Высшая школа, 1993. 734 с.

Loading