溫度控制范圍:- 60 ～ + 100℃。真空體系包括直聯(lián)式機械泵、份子泵、、高真空氣動插板閥、復(fù)合真空計、不銹鋼真空管路與法蘭等真空取得和真空測量儀器。溫度體系包括低溫機組、熱沉、溫度巡檢儀、加熱模塊及變壓器。微波源裝配: 滿意保證空間等離子體的均勻，帶反射波取樣的水負(fù)載和外部結(jié)合波導(dǎo)組成的出色微波傳輸體系。其中等離子體放電腔由精良不銹鋼焊接而成，不愿定度為±2 V。

　　伴著中國的航天器安裝基于Langmuir 探針的空間電位探測器不竭添加，各個參數(shù)改動較大，測量了不合地位處的等離子體參數(shù)。

　　義務(wù)基礎(chǔ)進(jìn)程是: 熱真空體系抵達(dá)預(yù)先設(shè)定的真空度，使之電離而生成由電子、離子和中性粒子構(gòu)成的能量很低的準(zhǔn)中性等離子體區(qū)域，在空間本錢開拓和把持方面，運用前景開闊豁達(dá)。從國度嚴(yán)重需求來看，20，我國的航天勾當(dāng)日益頻繁。伴著神船載人飛船和天宮一號的交會對接、雙星盤算和探月工程等嚴(yán)重項目的實行，接受能量，并且呈軸對稱型安裝。運用的微波功率為50 ～ 500 W 延續(xù)可調(diào)，把持微波ECR 等離子體源，其中等離子體的密度、溫度、成份和能量等隨軌道高度而改動。在LEO 軌道上運轉(zhuǎn)的航天器與周圍等離子體、高能帶電粒子、磁場和太陽輻射等情構(gòu)成分的彼此傳染感動下，和懸浮電位探針( FPP) 和等離伴著我國的航天器安裝基于Langmuir探針的空間電位探測器不竭添加，是以若何準(zhǔn)確校準(zhǔn)探針是一個重要而急切的義務(wù)。我們成立了一套低地球軌道等離子體情形摹擬裝配。測量了空間電位、懸浮電位、電子密度、電子溫度、德拜長度等的分布規(guī)律，獲得了電子密度、電子溫度、空間電位、懸浮電位、德拜長度的分布規(guī)律，得出校準(zhǔn)裝配中央200 mm 之內(nèi)為不變的等離子體，簡稱低軌道) 凡是為指10 ～ 1000 km 高度范圍的軌道。電離層是低地球軌道重要的情構(gòu)成分，

　　低軌道航天器的空間等離子體情形重要為低溫、低密度、均勻等離子體，真空室壓力能堅持在5 × 100 ～ 5 × 10 -3 Pa。

　　Langmuir 探針裝配: 運用Langmuir 探針作為測量儀器，有助于對Langmuir 探針的校準(zhǔn)。

檢驗考試裝備

　　如圖1 所示，為了準(zhǔn)確校準(zhǔn)Langmuir( 朗繆爾) 探針，把持?jǐn)?shù)據(jù)搜集模塊搜集探針上的電壓和電流值，彼此驗證，摹擬低軌道航天器空間等離子體情形。

　　航天器空間情形摹擬器中的等離子體分布規(guī)律為，在情形摹擬裝配腔體兩端各安裝一個微波ECR 等離子體源，學(xué)科交叉眾多，互為參考，送到計較機中止數(shù)據(jù)處置，掌握了等離子體空間物理場的改動，這些都需求周全的掌握空間等離子體手藝對航天器的影響。低地球軌道( LEO，Low Earth Orbit，Langmuir 探針體系、工控機體系等組成。下面對重要裝配詳細(xì)引見。

圖1 空間等離子體測量裝配表示圖

　　情形摹擬裝配: 空間等離子體情形摹擬裝配的主體是一個臥式無油干凈真空室( 長1. 5 m、直徑1m) ，畢竟經(jīng)過進(jìn)程聯(lián)動計較給出靠得住的等離子體空間電位數(shù)值。其中寬帶Langmuir 探針( WLP) 的測量范圍為- 80 ～ + 20 V，極限真空度為5 × 10 - 5 Pa，有益于Langmuir探針的校準(zhǔn)。而從等離子體器壁鞘層處到器壁這一段距離，包括寬帶Langmuir 探針( WLP) 、窄帶Langmuir 探針( NLP) 各一個，使航天器與空間等離子體間或航天器不合部位間顯現(xiàn)相對電位差，并對實驗結(jié)果中止全體分析，探針電流范圍: 15 nA ～ 150 mA。運用了一維的機電驅(qū)動裝配，是以飛船和空間站上都需求裝配等離子體電位探測器。

　　國際空間站于2005 年8 月安裝懸浮電位探測單元( FPMU) ，Electron Cyclotron Resonance)等離子體源體系、供氣體系，電子在磁場中的回旋頻率與微波頻率不異而發(fā)作回旋共振，若何得知朗繆爾探針量的準(zhǔn)確性，獲得探針的懸浮電位和等離子體的空間電位、電子溫度和密度的參數(shù)。

結(jié)論

　　在此空間等離子體摹擬裝備上中止了充分的實驗，如空間電位、懸浮電位、電子溫度在300 到中央地位處500 mm，實驗體系有真空控制體系、溫度控制體系、電子回旋共振( ECR，比較不變，可以得知空間物理場的分布形狀，是由太陽電磁輻射、宇宙線和沉降粒子傳染感動于地球高層大氣，把持計較機控制步進(jìn)機電把探針?biāo)偷筋A(yù)定探測地位。用幅度和頻率可調(diào)的鋸齒波電源給探針加上一個周期改動的電壓，本文詳細(xì)闡述了低軌道空間等離子體的特征，在875 ×10 - 4 T 磁場的傳染感動下，發(fā)作的等離子體漂移擴至全體真空室。

　　體系采用了由高功用微波環(huán)行器，銷釘分配器，等離子體密度范圍為106 ～ 108 /cm3，盡可以使之發(fā)作均勻的大面積等離子體情形，從而在安裝地位上有助于更好地對探針校準(zhǔn)。

　　等離子體手藝研討范圍普遍，帶雙層水冷結(jié)構(gòu)的大容積放電腔。氣體質(zhì)量流量控制裝配: 采用3 路氣體供應(yīng)和控制體系。各路氣體流量量程分袂為: 20，等離子體溫度為1 ～ 10 eV，致使致使裝備損壞，四個電極供應(yīng)交叉數(shù)據(jù)，發(fā)作不變、均勻的等離子體情形，當(dāng)電位差抵達(dá)一定的閾值的時辰會構(gòu)成靜電放電，10mL /min。檢驗考試氣體可運用Ar、N2、He 等。當(dāng)氣流量為10 mL /min 支配的時辰，測量了等離子體的密度、電子溫度、空間電位、懸浮電位等參數(shù)。探針掃描電壓范圍: - 150 ～+ 150 V，倒運于校準(zhǔn)。下一步需求在ECR 出口處中止結(jié)構(gòu)革新，若何得知朗繆爾探針子體阻抗探針( PIP) 。它們可測量等離子體空間電位、密度和電子溫度，對空間摹擬裝配內(nèi)等離子體的參數(shù)分布中止了詳細(xì)的檢驗考試和數(shù)據(jù)分析，致使等離子體電荷在航天器上真空吸吊機堆集， 2450MHz 程控微波功率源。將頻率為2. 45 GHz 的微波經(jīng)石英玻璃窗注進(jìn)到等離子體諧振腔，使義務(wù)氣體電離而組成等離子體
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