Детектор вектора скорости микрометеороидов
Владельцы патента RU 2423726:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (СГАУ) (RU)
Изобретение предназначено для использования в космической технике, в частности для определения вектора скорости микрометеороидов и заряженных частиц ионосферы. Детектор вектора скорости микрометеороидов содержит две диэлектрические пластины, отстоящие друг от друга на расстоянии, на двух сторонах каждой пластины в горизонтальном, с одной стороны пластины, и вертикальном положении, с другой стороны пластины, нанесены металлические полоски. В местах пересечений этих полосок выполнены отверстия, внутренняя поверхность которых покрыта металлом, между всеми горизонтальными и вертикальными полосками каждой из пластин включены параллельно друг другу резисторы и конденсаторы. Начальные и конечные полоски каждой из горизонтальных и вертикальных пластин соединены с усилителями, выходы которых соединены со входами блоков расчета координат частицы. Выходы блоков расчета координат частицы соединены со входами блока регистрации времени пролета частицы. Технический результат - упрощение изготовления детектора скорости, а также упрощение процесса обработки информации с детектора. 2 ил.
Изобретение предназначено для использования в космической технике, в частности для определения вектора скорости микрометеороидов и заряженных частиц ионосферы.
Известно устройство (S. Auer. Two High Resolution Velosity Vector Analyzers for Cosmic Dust Particles. Rev. Sci. Instrum. №2, 127-135, 1975), предназначенное для определения вектора скорости микрометеороидов, содержащее несколько металлических сеток, расположенных в определенном порядке, на которые при пролете частицы через них наводился электрический заряд.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является выбранный в качестве прототипа детектор космических частиц SPADUS (A.I.Tuzzolino, R.B.McKibben, I.A.Simpson et.al. In-situ detections of a satellite breakup by the spadus instrument. // Proc. Third European Conference on Space Debris, ESOC, Darmstadt, Germany 13-21 March 2001, p.203-210).
SPADUS содержит две разнесенные в пространстве секции из матрицы поливиниловых пленок толщиной 6 мкм. Размеры каждой секции 6х6 см2, а их количество равно 60. При пробое каких-либо двух пленок частицей определялось ее время пролета, а следовательно, скорость.
Недостатком такого устройства является сложность его изготовления, а также то, что частица должна пробивать ячейки пленки, что сужает диапазон измеряемых частиц.
Задачей изобретения является упрощение изготовления детектора скорости, а также упрощение процесса обработки информации с детектора.
Поставленная задача достигается тем, что детектор определения вектора скорости микрометеороидов содержит две диэлектрические пластины, отстоящие друг от друга на расстоянии, на двух сторонах каждой пластины в горизонтальном, с одной стороны пластины, и вертикальном положении, с другой стороны пластины, нанесены металлические полоски, в местах пересечений которых выполнены отверстия, внутренняя поверхность которых покрыта металлом, между всеми горизонтальными и вертикальными полосками каждой из пластин включены параллельно друг другу резисторы и конденсаторы, а начальные и конечные полоски каждой из горизонтальных и вертикальных пластин соединены с усилителями, выходы которых соединены со входами блоков расчета координат частицы, а их выходы соединены с входами блока регистрации времени пролета частицы.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг.1 представлена схема устройства и на Фиг.2 показан принцип измерения вектора скорости.
Детектор вектора скорости содержит две диэлектрические пластины 1 и 2, на двух сторонах каждой пластины в горизонтальном и вертикальном положении нанесены металлические полоски, усилители 3-10, блоки обработки и выдачи информации 11-13.
Детектор вектора скорости работает следующим образом. При пролете заряженной частицы через металлизированное отверстие в первой пластине 1 образуется импульс напряжения, который регистрируется попарно усилителями 3 и 4, 5 и 6, на основе полученных данных с них в блоке обработки 11 рассчитываются координаты пролета частицы через первую пластину (x1, y1). При пролете заряженной частицы через металлизированное отверстие во второй пластине 2 образуется импульс напряжения, который регистрируется попарно усилителями 7 и 8, 9 и 10, на основе полученных данных с них в блоке обработки 13 рассчитываются координаты пролета частицы через вторую пластину (x2, y2). На основании полученных данных с блоков 11 и 13 в блоке 12 происходит регистрация времени пролета частицы ΔT между пластинами, а также на основании априорной информации о расстоянии d между пластинами рассчитываются компоненты вектора скорости частицы согласно формулам:
,
где 
, 
Vr - модуль измеряемой скорости, А и В - углы, задающие направление скорости. Данные формулы поясняются Фиг.2.
Детектор вектора скорости микрометеороидов, содержащий две диэлектрические пленочные пластины, расположенные параллельно и на расстоянии друг от друга, отличающийся тем, что на двух сторонах каждой пластины в горизонтальном, с одной стороны пластины, и вертикальном положении, с другой стороны пластины, нанесены металлические полоски, в местах пересечений которых выполнены отверстия, внутренняя поверхность которых покрыта металлом, между всеми горизонтальными и вертикальными полосками каждой из пластин включены параллельно друг другу резисторы и конденсаторы, а начальные и конечные полоски каждой из горизонтальных и вертикальных пластин соединены с усилителями, выходы которых соединены со входами блоков расчета координат частицы, а их выходы соединены с входами блока регистрации времени пролета частицы.
