为了满足我们技术社会的需求,近地空间的卫星数量正在迅速增加。这些卫星预计将在受到强烈粒子辐射的轰击时持续运行,这些辐射可能会损坏电子元件,导致暂时故障、性能下降或整个系统/任务失败。我们尽一切努力设计能够承受恶劣环境的卫星,但在轨道上仍然会出现问题。当出现问题时,有必要找出原因,以便采取适当的措施保护资产并恢复正常运行。然而,诊断与空间天气相关的异常具有挑战性,因为它需要广泛的环境信息、工程知识和专业知识。我们的目标是通过提供将所有必要组件整合在一起并简化最终用户的分析过程的工具来实现有效的异常分析和归因。在这里,我们讨论了我们为构建全面的卫星异常归因工具所做的努力。我们介绍了一些正在进行的项目,包括开发高能电子辐射带模型 (SHELLS)、卫星充电评估工具 (SatCAT) 和太阳质子访问模型 (SPAM)。 SHELLS 电子辐射带模型使用神经网络来绘制从低空到高空填充内磁层的实时高能电子通量。一旦建立了映射,就可以仅使用近乎实时的 POES/MetOp 数据来指定过去和未来的高能电子通量。SatCAT 工具是一个在线系统,允许用户创建在轨卫星当前和历史内部充电水平的时间线,以便与异常时间进行比较。该工具是可配置的,允许用户生成和查看其卫星的内部充电水平以及设计参数,例如屏蔽厚度和材料。最后,太阳质子接入模型 (SPAM) 使用低空 POES/MetOp 测量来绘制整个磁层的太阳质子通量。
等离子体与航天器相互作用静电充电实验室 (ECLIPS) 研究真空室最近已作为科罗拉多大学博尔德分校自动驾驶汽车系统实验室的一部分投入使用。实验性航天器充电研究设施允许在类似太空的环境中开展与带电天体动力学相关的实验。本文讨论了真空室的开发、特性和当前功能,其中包括一系列提供电子、离子和光子通量的源,用于表征电子通量、X 射线和电位的探测器,以及各种辅助组件以确保系统的安全运行,例如 3 轴运动台、磁环境控制系统或残余气体分析仪等。这种最先进的设施已用于开展无接触航天器电位传感、静电驱动或电子枪开发的实验,并将在未来继续用于带电天体动力学的研究。
LPP-CNRS,巴黎综合理工学院,法国帕莱索 Jean-Paul Booth 是法国国家科学研究中心 (CNRS) 的研究主管,该中心自 2000 年起驻扎于法国综合理工学院等离子体物理实验室。他在牛津大学物理化学实验室获得博士学位,后加入 CNRS(最初在格勒诺布尔大学)。他还曾担任加州 Lam Research Corporation 的技术总监 (2006-08),负责应用于等离子蚀刻反应器的传感器和终点检测。他专门从事反应气体中低压等离子体的物理和化学实验研究及其与表面的相互作用。他专注于微电子行业材料加工中的射频等离子体,目前正致力于通过全面的诊断测量对双原子气体中的等离子体模型进行严格验证。他完善并应用了许多新颖的光学诊断技术(单光子和双光子激光诱导荧光、高灵敏度宽带吸收光谱、腔衰荡光谱、同步真空紫外吸收)来测量绝对反应物种密度和动力学。他还开发了用于带电粒子诊断的新型电探针和微波共振技术,以及用于现场控制工业等离子体过程的更简单的传感器。他还对电容耦合射频等离子体的物理学感兴趣:射频击穿、甚高频等离子体中的电磁效应,以及用于控制离子和电子通量和能量分布的定制电压波形激励。