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摘要

等离子体原位成像探测器是中国空间站的第一批舱外空间环境科学载荷, 安装在问天舱的舱外暴露平台, 将首次在空间站平台上开展电离层等离子体原位、成像、充电电位等多要素综合探测任务. 其中, 原位探测要素包括空间站轨道等离子体的密度、温度以及问天舱表面电位强度等. 成像探测要素包括离子能量、运动方向和成像时间分辨率等. 等离子体原位成像探测器采用多传感器的一体化设计, 集成了朗缪尔探针、阻滞势分析仪、参考电位计和离子成像仪等技术. 其中, 离子成像技术是首次应用于我国的空间环境探测领域. 等离子体原位成像探测技术在中国科学院国家空间科学中心定标实验室完成了测试验证, 探测器已随问天舱成功发射, 即将开展中低纬电离层的精细化探测, 为完善空间站轨道电离层模型提供等离子体探测数据. 通过探测累积长周期的充电电位数据, 为研究等离子体对空间站的充电效应, 促进空间站充电评估体系的建立提供支持.

关键词:

Abstract

In order to meet the needs of ionospheric research and monitoring of space station charging, the technology of plasma in-situ imaging detection is studied. The plasma in-situ imaging detector is one of the first outside scientific payloads of the Chinese space station to detect the space environment. It is installed on the extravehicular platform of the Wentian module, and will carry out multi-element comprehensive detection of ionospheric plasma, including in-situ, imaging, and charging potential. The refined detection data of the low latitude ionosphere will provide plasma parameters for improving the orbital ionospheric model of the space station. And the long-term charging potential data are collected to support the studying of the charging effect of plasma on the space station and promoting the establishment of the space station charging evaluation system. The plasma in-situ imaging detector integrates Langmuir probe, retarding potential analyzer, ion drift meter, reference potentiometer, ion imaging technology, etc. Electron density and electron temperature are measured by Langmuir probe. Ion composition,ion density,ion temperature, and ion drift velocity are measured by retarding potential analyzer and ion drift meter. The ion imaging parameters are obtained by ion imager. The reference potential sensor is available to provide the measurements of charging potential of Wentian module. The Langmuir probe sensor inherits the design of the Langmuir probe sensor of CSES (Zhangheng-1 satellite). The retarding potential analyzer and ion drift meter also inherit the design of CSES (Zhangheng-1 satellite), and improve the design of grid voltage and collector voltage which can be adjusted adaptively according to on orbit state. The ion imager consists of an electrostatic deflection module, a Whalen analyzer and an imaging module. The ion imaging technology is for the first time applied to the field of space environment detection in China. The plasma in-situ imaging detector is tested and calibrated to verify the performance at the National Space Science Center of the Chinese Academy of Sciences. when this paper is submitted, the detector mounted on Wentian module has been successfully launched. Next, the detector will be assembled by astronauts inside the capsule using external interfaces . Then, the detector will be grabbed by the robotic arm and installed on the extravehicular experimental platform to start a long-term exploration mission.

Keywords:

作者及机构信息

1.
2.
3.

通信作者:刘超,liuch@nssc.ac.cn

基金项目:国家科技重大专项(批准号: Y79002AH40)资助的课题

Authors and contacts

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2.
3.

Corresponding author:Liu Chao,liuch@nssc.ac.cn

Funds:Project supported by the National Science and Technology Major Project of the Ministry of Science and Technology of China (Grant No. Y79002AH40).

文章全文: translate this paragraph

参考文献

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[6]
[7]
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[11]
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施引文献

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参数类型		指标
等离子体原位探测	离子成分	H⁺, He⁺, O⁺
	密度范围/cm^–3	1×10³—1×10⁷
	密度测量相对精度	优于10%
	温度范围/K	500—10000
	温度测量相对精度	优于10%
	电位范围/V	–300— +300
	离子漂移速度/(km·s^–1)	–3— +3
	离子漂移速度测量精度/(m·s^–1)	横向: 优于20 纵向: 优于50
等离子体离子成像探测	能量范围/eV	0.1 — 204
	能量分辨率	≤15%
	视场	≥360°×94°
	角度分辨率	≤2°×3°
	时间分辨率/ms	≤45

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离子参数	性能
能量范围/eV	50 —30000
能量散度	≤2%
通量范围/(cm^–2·s^–1)	10³—10¹³
束斑直径/mm	≥70
转台定位精度/mm	≤0.1
转台角度精度	≤0.1°
磁场控制范围/nT	≤500
真空度/Pa	≥5×10^–5

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[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]

[1]	刘云, 王文海, 贺德晶, 周勇壮, 沈咏, 邹宏新.中国空间站冷原子光钟激光系统. 必威体育下载 , 2023, 72(18): 184202.doi:10.7498/aps.72.20230412
[2]	李杰, 郑乐, 董攀, 龙继东, 王韬, 刘飞翔.含氘电极真空弧等离子体空间分布特性诊断研究. 必威体育下载 , 2022, 71(4): 042901.doi:10.7498/aps.71.20211835
[3]	李杰, 郑乐, 董攀, 龙继东, 王韬, 刘飞翔.含氘电极真空弧等离子体空间分布特性诊断研究. 必威体育下载 , 2021, (): .doi:10.7498/aps.70.20211835
[4]	李新霞, 李国壮, 刘洪波.中国聚变工程实验堆等离子体螺旋波阻尼系数的研究. 必威体育下载 , 2020, 69(14): 145201.doi:10.7498/aps.69.20200222
[5]	刘超, 关燚炳, 张爱兵, 郑香脂, 孙越强.电磁监测试验卫星朗缪尔探针电离层探测技术. 必威体育下载 , 2016, 65(18): 189401.doi:10.7498/aps.65.189401
[6]	李宏伟, 韩建伟, 蔡明辉, 吴逢时, 张振龙.激光诱导等离子体模拟微小空间碎片撞击诱发放电研究. 必威体育下载 , 2014, 63(11): 119601.doi:10.7498/aps.63.119601
[7]	蔡明辉, 吴逢时, 李宏伟, 韩建伟.空间微小碎片超高速撞击诱发的等离子体特性研究. 必威体育下载 , 2014, 63(1): 019401.doi:10.7498/aps.63.019401
[8]	高勋, 杜闯, 李丞, 刘潞, 宋超, 郝作强, 林景全.基于飞秒激光等离子体丝诱导击穿光谱探测土壤重金属Cr元素含量. 必威体育下载 , 2014, 63(9): 095203.doi:10.7498/aps.63.095203
[9]	黄建国, 易忠, 孟立飞, 赵华, 刘业楠.空间站快速充电事件的机理研究. 必威体育下载 , 2013, 62(9): 099401.doi:10.7498/aps.62.099401
[10]	陈丽娟, 鲁世平, 莫嘉琪.磁层-电离层耦合过程中等离子体粒子运动的周期轨. 必威体育下载 , 2013, 62(9): 090201.doi:10.7498/aps.62.090201
[11]	郭凯敏, 高勋, 薛念亮, 赵振明, 李海军, 鲁毅, 林景全.飞秒激光等离子体单丝导电性能的空间分辨研究. 必威体育下载 , 2011, 60(10): 105203.doi:10.7498/aps.60.105203
[12]	龙拥兵, 张剑, 汪国平.基于表面等离子体激元共振的飞秒抽运探测技术研究. 必威体育下载 , 2009, 58(11): 7722-7726.doi:10.7498/aps.58.7722
[13]	张民, 吴振森.脉冲波在空间等离子体介质中传播的矩分析及其应用. 必威体育下载 , 2007, 56(10): 5937-5944.doi:10.7498/aps.56.5937
[14]	郝作强, 张杰, 俞进, 张喆, 仲佳勇, 臧充之, 金展, 王兆华, 魏志义.空气中激光等离子体通道的荧光探测和声学诊断两种方法的比较实验研究. 必威体育下载 , 2006, 55(1): 299-303.doi:10.7498/aps.55.299
[15]	宋法伦, 曹金祥, 王舸.弱电离等离子体对电磁波吸收的物理模型和数值求解. 必威体育下载 , 2005, 54(2): 807-811.doi:10.7498/aps.54.807
[16]	顾震宇, 季沛勇.等离子体密度对多光子电离的影响. 必威体育下载 , 2002, 51(5): 1022-1025.doi:10.7498/aps.51.1022
[17]	黄朝松, 李均, M. C. KELLEY.电离层等离子体交换不稳定性与大气重力波的耦合. 必威体育下载 , 1994, 43(2): 239-247.doi:10.7498/aps.43.239
[18]	王龙, 罗耀全, 李赞良, 王文书, 杨思泽, 李文莱, 戚霞枝, 赵华.托卡马克微波预电离等离子体. 必威体育下载 , 1989, 38(5): 714-721.doi:10.7498/aps.38.714
[19]	冯贤平, 徐至展, 江志明, 张正泉, 陈时胜, 范品忠, 田莉, 周智锦.等离子体中高阶电离离子的空间分布. 必威体育下载 , 1988, 37(7): 1183-1187.doi:10.7498/aps.37.1183
[20]	陈茂康, 张煦.研究中国天空电离层之初草报告. 必威体育下载 , 1935, 1(3): 92-100.doi:10.7498/aps.1.92

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