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真空技术于太空环境模拟——磁层亚爆环境模拟

信息来源:美高梅娱乐 时间:2018-10-31 07:58:00 浏览次数:-

前面,螺杆真空泵厂家美高梅娱乐与大家一起了解了下,真空技术在太空环境模拟中的热真空环境模拟应用。这次我们一起来认识下磁层亚爆环境模拟。

磁层亚爆,简称亚爆,它与磁暴一起,两者是地球磁层对太阳活动响应最重要的两种基本模式。我们知道地球周围存在磁场。地球磁场受太阳磁场及太阳风磁场的约束,使其向着太阳面变得扁平,而背着太阳面被拉伸形成磁尾(可以延伸到1000个地球半径)。磁尾中存在一个特殊界面,界面两边磁力线突然改变方向形成厚度约为600km的磁中性区,就做中性片。此区也是等离子体最热区,等离子体被磁场约束。

卫星与地球磁层

当由质子和电子构成的太阳风粒子注入地球轨道产生太阳风磁场,与地球磁场相互作用,就会强烈扰动地球磁场,引起磁针剧烈颤动,这就是磁暴。而磁层亚爆也是地球层扰动的一种表现,它与磁暴相比是比较小的扰动,多发生在行星磁场方向由北向南反转以后。此时磁尾中性片区附近经常发生不稳定的磁合并,使磁场扰动(包括整个磁尾、等离子体片和极光带附近的电离层),引起磁层亚爆。

日地空间

磁层亚暴可以影响高纬度地区的通讯,可以在长距离电缆和跨海洋的电缆中诱发感应电流,也可引起同步卫星发生强烈真空放电和高压电弧(有时甚至会导致一颗卫星的完全损坏),因此,利用真空技术营造近似环境,来测试航天器等设备能否抵御磁层亚暴的影响就很有必要了。

对磁层亚爆环境的模拟主要是真空效应模拟,研究真空环境下的真空放电现象。目前大部分模拟设备的真空度都在10-5~10-7Pa之间,需要无油抽气手段。例如刘易斯中心的模拟设备真空度为10-5~10-6Pa、IPW实验室直径为2.5m的模拟设备真空度为10-5Pa等。

电子环境是磁层亚爆环境模拟的主要环境之一。主要根据磁层亚爆时实测的电子能谱及卫星表面实测电位,模拟设备模拟的电子能量多在5~30keV范围内,空间环境束流密度0~10-8A/cm2。太阳光照环境也是亚爆重要环境,光入射到材料表面,有些材料的光电发射电流密度比亚爆环境束流密度(10-9A/cm2)大。由于光电发射,卫星在阳光面可能出现正电位。

此外由于向光与背光导致的温差,模拟设备还要模拟空间的高温差环境。

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