Введение к работе
Актуальность работы.
Последние десятилетия характеризуются планированием и проведением уни-:альных экспериментов по изучению ближнего и дальнего космоса. В связи с увели-іением времени функционирования космических аппаратов, их площадей, повыше-шем уровня загрязнения космической среды,. возникает необходимость изучения :арактеристик собственной внешней атмосферы космических аппаратов, оценки ее їлияния на элементы конструкций. Все это предполагает разработку и создание на-чной аппаратуры для контроля воздействия факторов космической среды на внеш-ше поверхности космических аппаратов.
Имеющаяся в настоящее время информация о параметрах потоков пылевых іастиц с массами m=10"7-rl0"12 г, полученная в результате натурных экспериментов [рямыми методами измерения, в ряде случаев имеет низкую достоверность в связи с ем, что объект исследования является многопараметрическим, а процесс регистрами носит случайный характер и происходит на фоне различного рода шумов. Из-естные эксперименты, как правило, проводились с использованием преобразовате-ей, имеющих малые чувствительные поверхности, на различных орбитах и в разные ромежутки времени, что не позволяет сделать надежные оценки величины распре-еления потоков частиц в космическом пространстве.
Цель работы.
Целью работы является разработка многопараметрического преобразователя ылевых частиц, обладающего большими площадями чувствительной поверхности и озволяющего производить более детальную оценку параметров микрометеороидов техногенных частиц в широком диапазоне высот.
Научная новизна работы состоит в следующем. Разработана приближенная математическая модель процесса ударной ионизации ри высокоскоростном взаимодействии частицы с полубесконечной и активной тон-ой многослойной мишенью в ионизационном преобразователе плоского типа, первые теоретически и экспериментально установлено, что параметрическая зави-имость остаточного заряда от массы частицы для тонкой и полубесконечной пре-эады различны.
Разработана математическая модель преобразователя на основе пленочной МДМ-груктуры. Получены аналитические выражения для проводимости ударно сжатой еханически пробиваемой и непробиваемой МДМ-структуры.
Создана математическая модель многопараметрического сферического преобра-эвателя ионизационно-конденсаторного типа. Теоретически и экспериментально :тановлена возможность анализа элементного состава частицы, а также более высо-ія информативность и эффективность преобразователя.
Экспериментально установлено, что предложенный способ зарядки частиц в раз-жяемые импульсным лазером пленочные мишени с использованием электростати-:ского ускорителя повышает достоверность, точность измерения параметров части-ы.
Практическую ценность работы представляют.
Инженерные методики расчета основных характеристик различных типов преобразователей.
Экспериментальные стенды для исследования характеристик преобразователей различных типов.
Методики проведения моделирования процессов высокоскоростного соударения, позволяющие расширить диапазон исследуемых частиц по массам и скоростям, повысить точность экспериментов, значительно снизить затраты на отработку и испытание исследуемых устройств.
Методика обработки информации натурных экспериментов.
Выполнен цикл лабораторных и космических экспериментов, впервые получены предварительные данные о распределении микрометеороидных и техногенных частиц на геостационарной орбите.
Реализация работы. Результаты работы использованы в РКК "Энергия", ЦАО (г. Москва), МАИ, ЦСКБ, НПО ПМ (г. Красноярск) с целью изучения распределения техногенных и микрометеороидных частиц в околоземном космическом пространстве, определения их физических параметров.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на
Всесоюзная научно-техническая конференция "Оптические, радиоволновые и тепловые методы и средства неразрушающего контроля качества промышленной продукции", г. Саратов. - 10-13 сентября, 1991.
The Second Russian-Sino Simposium on Astronautical Science and Technique. Samara, June 30 - July 4.-1992.
1st. International Workshop on Space Debris oktober 09 to 11,1995 in Moskow at the Space Research institute of the Russian academy of sciences.
Proceeding of fourth Ukraine Russia-China symposium on space science and technology v.Il, UKRAINE, September, 12-17, 1996.
Proceedings of synp. on "Environment Modelling for Space - baced Applications ", ESTEC , Noordwijk, NL, 18-20 September 1996.
Proceedings of the Second European Conference of Space Debris, ESOC, Darmstadt, Germany, 17-19 March 1997.
Научный семинар НИИ ядерной физики "Имитация воздействия космической среды на материалы и элементы КА" - Москва, 17 марта 1997.
Proceedings of the 7th International Symposium on "Materials in space Environment" Toulouse, France, 16-20 June 1997.
Second International aerospace cogress IAC'97 abstracts. - Moskow, Russia, August 31-September 5,1997.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 24 печатные работы в научных журналах, научных сборниках и сборниках трудов по материалам докладов на конференциях, тезисы докладов на международных, всесоюзной и региональной конференциях, в том числе одно авторское свидетельство.
На защиту выносятся следующие положения.
Модель расчета остаточного заряда при высокоскоростном взаимодействии час-иц с полубесконечной и активной многослойной пленочной мишенью в ионизаци-)нном преобразователе плоского типа.
Модели расчета электропроводности пленочной ударносжатой непробиваемой ЛДМ-структуры.
Модель многопараметрического сферического ионизационно-конденсаторного іреобразователя пылевых частиц.
Методики проведения лабораторных экспериментов.
> Методики обработки информации лабораторных и космических экспериментов.
' Результаты натурных и лабораторных экспериментов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных іезультатов и выводов, списка литературы и приложения. Основная часть работы одержит 200 страниц машинописного текста, 20 страниц приложения, библиогра-зии из 141 названия. Иллюстративный материал диссертации представлен 2 табли-(ами и 134 рисунками.
Похожие диссертации на Многопараметрический преобразователь параметров частиц космического мусора
