Перспективный компактный анализатор ионов и электронов

Подал: Петух Анастасия Игоревна (очно)

Авторы
Петух Анастасия Игоревна
Организации
Институт космических исследований РАН
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Секция
Космическое приборостроение и эксперимент
Научный руководитель
Моисеенко Дмитрий Александрович
Место работы научного руководителя
Институт космических исследований РАН
Текст тезисов
В докладе рассматривается перспективная модель спектрометра заряженных частиц с широким полем зрения, приводятся результаты моделирования параметров электростатической оптики, выполненное в программном комплексе SIMION 8.1, рассматриваются варианты возможного применения в составе комплекса плазменных приборов.
Возможности применения компактных спектрометров включают наблюдения за космической погодой – состоянием магнитосферы и ионосферы, изучение межпланетной плазмы. Подобные измерения позволят уточнить модели взаимодействия магнитосферы с солнечным ветром. Предлагаемая модель анализатора может использоваться в качестве служебной аппаратуры на спутниках связи для мониторинга солнечной активности и предупреждения о потенциальных нарушениях в работе. Также приборы могут использоваться как полезная нагрузка на различных космических аппаратах в составе плазменного комплекса приборов, в том числе и для межпланетных миссий.
Прибор позволяет регистрировать параметры заряженных частиц в диапазоне 10 эВ – 15 кэВ. Энергетическое разрешение составляет 10%, угловое разрешение - 10°х20°. Спектрометр имеет широкое поле зрения - 360° по азимутальному углу и 130° по полярному. Геометрический фактор составил 2,86*10^(-4)см^2ср(эВ/эВ). Прибор имеет компактные размеры: модуль электростатической оптики совместно с детекторным узлом представляют собой цилиндр высотой 100 мм и диаметром 70 мм.
И ионный, и электронный спектрометр имеет одинаковый модуль электростатической оптики. Это позволяет упростить процесс разработки прибора на этапе создание создания конструкторской документации и изготовления. Единообразие электронно-оптических схем упрощают процесс настройки и калибровки.
Прибор сочетает в себе 2 типа анализа – электростатический по соотношению Е/Q и, в случае изменения параметра ионов – времяпролетный для определения M/Q. Времяпролетная схема основана на использовании электростатического затвора. При измерении параметров электронов электростатический затвор может быть использован как аттенюатор для регулирования чувствительности прибора и энергетического разрешения в зависимости от потока регистрируемых частиц.
Преимуществами анализатора являются: широкое поле зрения, высокое энергетическое, массовое и угловое разрешение, широки диапазон регистрируемых энергий, компактные размеры. Предложенная схема электростатической оптики позволяет ее в зависимости от размера используемого детектора. Предлагаемая модель анализатора может устанавливаться на научных спутниках, служебных космических аппаратов и наноспутниках.