Модификация ионосферной плазмы в ближнем ВЧ-поле дипольной антенны: активный эксперимент в космосе

Рубрика: 
Космическое приборостроение
Баранец, НВ, Афонин, ВВ, Гладышев, ВА, Соболев, ЯП, Комраков, ГП
Косм. наука технол. 2000, 6 ;(5):35-48
https://doi.org/10.15407/knit2000.05.035
Язык публикации: русский
Аннотация: 
Приведены результаты активного эксперимента на спутнике «Космос-1809» по изучению действия ВЧ-излучения мощных бортовых передатчиков (300-400 Вт) на околоспутниковую плазму. Рассмотрена задача о возмущении функции распределения заряженных частиц в непосредственной близости от корпуса спутника (дипольной антенны) и в прилегающем слое плазмы. Для случая ориентации антенны вдоль магнитного поля проведен анализ движения электронных потоков вдоль плазменной коаксиальной структуры вокруг излучающей антенны. Зарегистрированы спектры заряженных частиц и возмущение плотности плазмы на электронных циклотронных гармониках. 
Ключевые слова: «Космос-1809», активный эксперимент, околоспутниковая плазма
 
Полный текст (PDF)
References: 
1.  Баранец  Н.   В.,   Афонин  В.   В.,   Гладышев  В.   А.   и  др. Ускорение электронов на гармониках электронной цикло­тронной частоты под действием ВЧ-излучения на спутнике «Космос-1809»   //   Космич.   исследования. —1995.—33, № 2.—С. 118—127.
2.  Баранец Н.  В., Афонин В. В.,  Комраков Г.  П., Василь­ев Г. В. Воздействие ВЧ-излучения на ионосферную плаз­му   в   области   резонанса   антенны   по   данным   спутника «Космос-1809»   //   Космич.   исследования. —1995.—33, № 1.—С. 40—51.
3.  Бункин  Ф.  В.  Об излучении в анизотропных средах  // Журн.  эксперим.  и теорет.  физики.—1957.—32,  №  2.— С. 338—346.
4.  Гальперин Ю.  И.,  Сагдеев Р. 3.,  Шуйская Ф.  К. и др. Обнаружение явления ускорения электронов в ионосфер­ной плазме под действием излучения мощного бортового радиопередатчика вблизи локальной плазменной частоты со спутника   «Интеркосмос-19»   //   Космич.   исследования.— 1981.—19, № 1.—С. 34—44.
5.  Гапонов А. В., Миллер М. А. Об использовании движущих­ся высокочастотных потенциальных ям для ускорения заря­женных частиц // Журн. эксперим. и теорет. физики.— 1958.—34, № 3.—С. 751—752.
6.  Гапонов А. В., Петелин М. И., Юлпатов В. К. Индуциро­ванное излучение возбужденных классических осциллято­ров и его использование в высокочастотной электронике // Изв.   вузов.   Радиофизика. —1967.—10,    №    (9—10).— С. 1414—1453.
7.  Гетманцев Г.  Г.,  Денисов Н.  Г.  Об одном эффекте при измерении электронной концентрации в ионосфере мето­дом   антенного   зонда   //   Геомагнетизм   и   аэрономия.— 1962.—2, № 4.—С. 691—693.
8.  Гинзбург   В.   Л.   Об   излучении   электрона,   движущегося вблизи   диэлектрика   //   Докл.   АН   СССР. —1947.—56, № 2.—С. 145—148.
9.  Гуревич А. В., Парийская Л. В., Питаевский Л. П. Автомо­дельное движение разреженной плазмы // Журн. экспе­рим. и теорет. физики.—1965.—49, № 8.—С. 647—654.
10.  Демирханов Р. А., Гуткин Т. И., Лозовский С. Н. Дрейфо­вая неустойчивость бесстолкновительной плазмы в высоко­частотном  поле £-волны  //  Журн.   эксперим.  и  теорет. физики.—1968.—55, № 6.—С. 2195—2199.
11.  Железняков В. В. О гирорезонансном излучении и погло­щении   в   равновесной   магнитоактивной   плазме   //   Изв. вузов. Радиофизика.—1964.—7, № 1.—С. 67.
12.  Кинг Р., Смит Г. Антенны в материальных средах. — М.: Наука, 1984.
13.  Кондратьев И. Г., Миллер М. А. Двумерные электромагнит­ные   поля,   направляемые   плазменными   слоями   //   Изв. вузов. Радиофизика.—1965.—8, № 1.—С. 34—41.
14.  Мареев   Е.   А.,   Чугунов   Ю.   В.   Антенны   в   плазме.   — Нижний Новгород: ИПФ АН СССР, 1991.
15.  Миллер М. А. Движение заряженных частиц в высокоча­стотных электромагнитных полях // Изв. вузов. Радиофи­зика.—1958.—1, № 3.—С. 110—123.
16.  Михайловский А. Б. Вопросы теории плазмы. — М.: Госатомиздат, 1963.—Т. 3.—С. 141.
17.  Серов А. А., Гальперин Ю. И., Лисаков Ю. В., Шуйская Ф. К. Локальное ускорение электронов околоспутниковой плазмы радиоизлучением мощного бортового передатчика // Космич. исследования.—1985.—23, № 3.—С. 431—443.
18.  Файнберг Я. Б., Шапиро В. Д. О стабилизации низкоча­стотных неустойчивостей  плазмы  //  Журн.  эксперим.  и теорет. физики. Письма.—1966.—4, № 1.—С. 32—35.
19.  Шурыгин Р. В., Юшманов П. Н. Ионный теплоперенос в токамаке при циклотронном нагреве // Физика плазмы.— 1986.—12, № 5.—С. 535—545.
20.  Эйдман В. Я. О неустойчивости квазистатических колеба­ний   тонкого   проводника,   обтекаемого   плазмой   //   Изв. вузов. Радиофизика.—1979.—22, №7.—С. 781—788.
21.  Bissell R. С., Johnson P. С. The solution of the plasma equation in plane parallel geometry with a Maxwellian source // Phys. Fluids.—1987.—30, N 3.—P. 779—786.
22.  Emmert G. A., Henry M. A. Electric sheath and presheath in a collisionless finite ion temperature plasma // J. Appl. Phys.— 1992.—71, N 1.—P. 113—119.
23.  Emmert G. A., Wieland R. M., Mense А. Т., Davidson J. N. Electric   sheath  and   presheath  in   a  collisionless   finite  ion temperature   plasma   //   Phys.   Fluids.—1980.—23,   N   4.— P. 803—812.
24.  Freund H. P., Jackson R. H., Pershing D. E., Taccetti J. M. Nonlinear theory of the free-electron laser based upon a coaxial hybrid wiggler // Phys. Plasmas.—1994.—1, N 4.—P. 1046— 1059.
25.  Galejs J. Impedance of a finite insulated cylindrical antenna in a cold plasma with a longitudinal magnetic field // IEEE Trans, on   Antennas   and   Propagation. —1966.—AP—14,   N   6.— P. 727—736.
26.  Galejs J. Impedance of a finite insulated cylindrical antenna in a cold plasma with a perpendicular magnetic field // IEEE Trans,   on   Antennas   and   Propagation. —1966.—AP—14, N 6.—P. 737—748.
27.  Goeckner M. J., Goree J., Sheridan Т. Е. Measurements of ion velocity and density in the plasma sheath // Phys. Fluids.— 1992.—В 4, N 6.—P. 1663—1670.
28.  Gottscho R. A., Burton R. H., Flamm D. L., et al. Ion dynamics of rf plasmas and plasma sheaths: A time-resolved spectroscopic study // J. Appl. Phys.—1984.—55, N 7.—P. 2707—2714.
29.  James H. G. Sounder-accelerated particles observed on «ISIS» // J. Geophys. Res.—1983.—88, N A5.—P. 27—40.
30.  James H. G. Discharge of RF-induced spacecraft potential by positive   ions   //   Planet.   Space   Sci.—1987.—35,   N   1.— P. 105—118.
31.  Laframboise J.  G.,  Rubinstein J.,  Palmer F.  H.  Theory of topside  sounder  transmission  effects  on  antenna   quasistatic sheath   impedance   //   Radio   Sci.—1975.—10,   N   (8,9).— P. 773—784.
32.  Pierce G. P. Limiting currents in electron beam in the presence of ions // J. Appl. Phys.—1944.—15, N 4.—P. 721—726.
33.  Procassini R. J., Birdsall C. K., and Morse Е. С. A fully kinetic, self-consistent  particle  simulation  model   of  the  collisionless plasma-sheath region. // Phys. Fluids.—1990.—В 2, N 12.— P. 3191—3205.
34.  Pulinets S. A., Selegey V. V. Ionospheric plasma modification in the vicinity of a spacecraft by powerful radio pulses in topside sounding // J. Atmos. Terr. Phys.—1986.—48, N 2.— P. 149—157.
35.  Shuiskaya F. K., Galperin Yu. I., Serov A. A., et al. Resonant heating  of  the  ionospheric  plasma  by  powerful  radiopulses aboard the «Intercosmos-19» and «Cosmos-1809» satellites // Planet Space Sci.—1990.—38, N 2.—P. 173—180.

36.  Wu Т. Т. Introduction to linear antennas // Antenna Theory. — New York: McGraw-Hill, 1969.—Part 1.