Спектрометр электронов «ТОТЭМ-Э» для проекта «Странник»

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Описывается принцип функционирования спектрометра электронов «ТОТЭМ-Э», разрабатываемого для комплекса научной аппаратуры «Странник» (КНА-С) проекта «Резонанс-МКА», приводятся аналитические характеристики конструкторско-доводочного образца прибора, полностью соответствующего штатному образцу в части применяемых электронных компонентов и электронно-оптической схемы, описывается процедура функциональных испытаний прибора, приводится описание структуры и принципов функционирования аппаратно-программного комплекса, созданного для испытаний приборов подобного типа. Конструкция прибора «ТОТЭМ-Э» предлагает новый подход к измерениям потока частиц, позволяющий увеличить достоверность и скорость измерений. Особенностью предложенной схемы представляется возможность одномоментного измерения потоков электронов в плоском сечении в пространстве скоростей в диапазоне энергий от Е0 до 6.5Е0, где Е0 – минимальная регистрируемая прибором энергия частиц. Это достигается использованием двух конических электростатических зеркал, которые отбирают электроны из плоского 360-градусного сечения потока для последующего анализа по энергии и применением координатно-чувствительного детектора для одномоментной регистрации частиц.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. А. Моисеенко

Институт космических исследований РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: modaldi@cosmos.ru
Россия, Москва

А. Ю. Шестаков

Институт космических исследований РАН

Email: modaldi@cosmos.ru
Россия, Москва

О. Л. Вайсберг

Институт космических исследований РАН

Email: modaldi@cosmos.ru
Россия, Москва

Р. Н. Журавлев

Институт космических исследований РАН

Email: modaldi@cosmos.ru
Россия, Москва

М. В. Митюрин

ООО «НПП “Астрон-электроника”»

Email: modaldi@cosmos.ru
Россия, Орел

П. П. Моисеев

ООО «НПП “Астрон-электроника”»

Email: modaldi@cosmos.ru
Россия, Орел

Список литературы

  1. Louarn P., Roux A., de Feraudy H. et al. Trapped electrons as a free energy source for the auroral kilometric radiation // J. Geophysical Research. 1990. V. 95. Iss. A5. P. 5983– 5995. https://doi.org/10.1029/JA095iA05p05983
  2. Lindqvist P.A., Marklund G. T. A statistical study of high-altitude electric fields measured on the Viking satellite // J. Geophysical Research. 1990. V. 95. Iss. A5. P. 5867– 5876. https://doi.org/10.1029/JA095iA05p05867
  3. Mozer F.S., Temerin M. Solitary waves and double layers as the source of parallel electric fields in the auroral acceleration region // High-latitude space plasma physics / ed. B. Hultqvist, T. Hagfors. N.Y.: Plenum Press, 1983. P. 453.
  4. Bostrem R., Gustafsson G., Holback B. et al. Characteristics of solitary waves and weak double layers in the magnetospheric plasma // Physical Review Letters. 1988. V. 61. P. 82–85. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.61.82
  5. Temerin M., Lysak R. Electromagnetic ion cyclotron mode (ELF) waves generated by auroral electron precipitation // J. Geophysical Research. 1984. V. 89. Iss. 5. P. 2489–2859. https://doi.org/10.1029/JA089iA05p02849
  6. Gustafsson G., Andre M., Matson L. et al. On waves below the local proton gyrofrequency in auroral acceleration regions // J. Geophysical Research. 1990. V. 95. Iss. A5. P. 5889–5904. https://doi.org/10.1029/JA095iA05p05889
  7. Hasegawa A., Uberoi C. The Alfven wave / DOE Critical Review Series. 1982. DOE/TIC-11197. https://doi.org/10.2172/5259641
  8. Goertz C. K. Electron acceleration via kinetic Alfven waves // Comparative Study of Magnetospheric Systems // Proc. Intern. Colloquium “Comparative study of magnetospheric systems”. Londe-les-Maures, France, Sept. 9–13, 1985. Toulouse: Cepadues-Editions, 1986. P. 357–370.
  9. Volokitin A.S., Dubinin E. M. The turbulence of Alfven waves in the polar magnetosphere of the Earth // Planetary and Space Science. 1989. V. 37. Iss. 7. P. 761– 765. https://doi.org/10.1016/0032-0633(89)90127-X
  10. Lutsenko V.N., Kudela K. Almost monoenergetic ions near the Earth’s magnetosphere boundaries // Geophysical Research Letters. 1999. V. 26. P. 413–416.
  11. Lutsenko V. N. Almost monoenergetic ions: New support for Alfven ideas on the role of electric currents in space plasmas? // Physics and Chemistry of the Earth. Pt. C: Solar, Terrestrial and Planetary Science. 2001. V. 26. Iss. 8. P. 615–619. https://doi.org/10.1016/S1464-1917(01)00057-5
  12. Kudela K., Lutsenko V. N., Sarris E. T. et al. DOK-2 ion fluxes upstream from the bow shock: characteristics from 4 years of Interball-1 measurements // Planetary and Space Science. 2005. V. 53. Iss. 1–3. P. 59–64. https://doi.org/10.1016/j.pss.2004.09.029
  13. Slivka M., Kudela K. Anisotropy of proton fluxes in neutral sheet region measured by DOK2 on Interball-1 // Planetary and Space Science. 2005. V. 53. Iss. 1–3. P. 217–227. https://doi.org/10.1016/j.pss.2004.09.047
  14. Lutsenko V.N., Kirpichev I. P., Grechko T. V. et al. Source positions of energetic particles responsible for the fine dispersion structures: numerical simulation results // Planetary and Space Science. 2005. V. 53. Iss. 1–3. P. 275–281. https://doi.org/10.1016/j.pss.2004.09.053
  15. Martin C., Jelinsky P., Lampton M. et al. Wedge-and-strip anodes for centroid-finding position-sensitive photon and particle detectors // Review of Scientific Instruments. 1981. V. 52. Iss. 7. P. 1067–1074. https://doi.org/10.1063/1.1136710
  16. Вайсберг О.Л., Журавлев Р. Н., Моисеенко Д. А. и др. Широкоугольный ионный энерго-масс- анализатор АРИЕС-Л // Астрон. вестн. 2021. Т. 55. № 6. С. 575– 588. https://doi.org/10.31857/S0320930X21060116

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Внешний вид прибора «ТОТЭМ-Э» и сечение, демонстрирующее его внутреннее строение.

Скачать (24KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Моделирование прохождения частиц через электронно-оптическую схему прибора «ТОТЭМ-Э» в программе SIMION: 1 – коллиматор; 2 – электростатическое зеркало М1; 3 – центральная диафрагма; 4 – электростатическое зеркало М2; 5 – плоскость детектора; 6 – корректирующий электрод.

Скачать (19KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Структурная схема модуля электроники «ТОТЭМ-Э».

Скачать (6KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Структура координатно-чувствительного детектора и фотография анода клинья-полосы, применяемого в детекторе.

Скачать (35KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Структура диафрагмы, использованной для определения пространственного разрешения детектора и распределения частиц по поверхности детектора.

Скачать (43KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Структура рабочего места для функциональных испытаний и физических калибровок прибора «ТОТЭМ-Э».

Скачать (38KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Совокупное распределение частиц на детекторе прибора для набора азимутальных углов, использованных при определении углового разрешения прибора.

Скачать (20KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Совокупные распределения частиц с энергиями от 400 до 2500 эВ, зафиксированные прибором для азимутов 0, 90, 180 и 270°.

Скачать (51KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Распределения частиц с энергиями 1400 и 1700 эВ, полученные для различных азимутальных углов.

Скачать (43KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024