close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Презентация

код для вставкиСкачать
Анализ изменений характеристик плазмы в
плазмосфере на границе оптической тени
Земли.
Г.А. Котова, М.И. Веригин, В.В. Безруких
ИКИ РАН, Москва
«Физика плазмы в солнечной системе», 48 февраля 2013 г., ИКИ РАН
Particle velocity at infinity
E, фс
Uан
For an arbitrary velocity distribution function f(v,,) of incident
ions the collector current amplitude Ii (the instrument response) in
one energy step can be calculated as:
I i qnS
eff
3
v f ( v , , ) i ( mv
2
/ 2 q , ) sin dvd d Uаф
i ( E / q , ) ( qU i / E , ) ( qU i 1 / E , )
At infinity:
Shifted maxwellian velocity distribution f(v1) was supposed:
m f(v1) = n 2 kT 3/2
m
2
exp (v 1 V
2 kT
2
2 ( v 1 V ) , V = VSC+Vcorr
distorted due to non-zero attractive potential of the spacecraft .
was assumed to be a potential of charged sphere (R) with a shielding (Debye) length D:
( r ) 0 exp ( r R ) / D R r
v1 v
2
2q 0 / m
We measured the ion distribution function f(v) on the surface of the sphere (“spacecraft”):
f(v) = f(v1), for v > 2 q 0 / m
f(v) = 0, for v <
2q 0 / m
The task is to determine the direction of the vector v1.
«Физика плазмы в солнечной системе», 48 февраля 2013 г., ИКИ РАН
Principles of data processing
The coordinates:
Z
The z axis is directed perpendicularly to the plane of the
instrument and ion velocity vector v lies in the plane (z,x).
V
X
Due to spherical potential the ion all the time stays in the plane
(z,x).
V1
v1= (-sinϑ∞, 0, -cosϑ∞) v 2 2 q 0 / m .
Energy and angular momentum conservations:
mv ( r , )
2
2
q (r ) mv
d
dt
2
v r ( r , ) ,
q 0
2
mv ( r , ) r mv sin R
v ( r , ) r
2
,
2
v ( r , ) v ( r , ) dr
dt
The equation for the angle ϑ∞ between the ion velocity vector and the z axis at infinity:
d v sin R
r
dr
2
v r ( r , )
v sin R
r
dr
2
v
2
2q
d
v sin R
v
2
2q
m
0(
R
r
e
( (r ) 0 ) v
m
2
sin R
2
r
2
,
R
r
r R
D
2
2
2
1) v sin R
2
r
2
«Физика плазмы в солнечной системе», 48 февраля 2013 г., ИКИ РАН
Data fitting
Bulk velocity V should be expressed in the same coordinates.
v1 and V
f(v1)
f(v1)
I i qnS
eff
3
v f ( v , , ) i ( mv
f(v)
2
/ 2 q , ) sin dvd d The integration limits are: 0 - 2π - for the clock angle φ
0 – π/2 – for the polar angle ϑ
(actually limited by a domain of function ΔΩi(mv2/2q,θ))
0 - ∞ - for v.
All the integrals and were calculated numerically.
N, T, 0, D were obtained via fitting the experimental spectra by the calculated spectra.
23 May 1999
«Физика плазмы в солнечной системе», 48 февраля 2013 г., ИКИ РАН
Плотность и температура протонов в меридиональной плоскости (день, ночь)
КА пересекал плазмосферу (при достаточно низком перигее) раз в 4 дня.
Спектры ионов измерялись за 2 сек. со скважностью от 18 сек. до 2 мин.
«Физика плазмы в солнечной системе», 48 февраля 2013 г., ИКИ РАН
Потенциал КА и температура протонов в солнечно-магнитных и цилиндрических
координатах
«Физика плазмы в солнечной системе», 48 февраля 2013 г., ИКИ РАН
Влияние фотоэлектронов на температуру протонов в плазмосфере
Подтверждено, что температура протонов в плазмосфере главным образом
определяется взаимодействием с фотоэлектронами, образующимися в ионосфере.
Пример изменения параметров плазмы и потенциала КА вдоль орбиты КА
ИНТЕРБОЛ-1
Выводы
Резкое изменение потенциала космического аппарата при пересечении
границы оптической тени Земли свидетельствует о надежности
рассчитанных параметров плазмы по измерениям на космических
аппаратах «Интербол».
Температура протонов в плазмосфере понижена, когда и в южном и в
северном полушарии область максимума фотоионизации в основании
силовой линии, на которой проводились измерения, находится в
оптической тени Земли.
СПАСИБО
ЗА ВНИМАНИЕ!
Документ
Категория
Презентации
Просмотров
4
Размер файла
695 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа