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  • 真空系统在磁层亚爆环境模拟中的应用

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    与大家一起了解下,在磁层亚爆环境模拟中的应用。接下来跟着小编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。

     

    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。

     


    磁层亚暴有什么影响?

     

    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,利用真空系统营造近似环境,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。

     

    在磁层亚爆环境模拟中的应用特点。罗茨水环真空系统是由一台或两台罗茨真空泵和一台或多台水环真空泵或再加上大气喷射器串联而成的高真空系统。罗茨水环真空系统可以获得高达267Pa至2Pa的极限绝对压力。罗茨水环真空系统结构紧凑、占地面积少、效率高、运行平稳、噪音低,使用方便,广泛应用于化工、医药、石油、轻工、冶金、电子等部门。对于要求性能更加高更加稳定的,还可以在机组上加上闭式循环水罐,采用除盐水或其他液体作工作液,并且配上冷却工作液的管式或板式换热器,以及电控箱,组成智能化机组。



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