ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО МОДЕЛИРОВАНИЮ И ВИЗУАЛИЗАЦИИ ПЫЛЕВОЙ ПЛАЗМЫ В ОКРЕСТНОСТИ БЕЗАТМОСФЕРНОГО КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлен лабораторный эксперимент по формированию пылевой плазмы и визуализации потоков заряженных пылевых частиц диаметром от 10 до 100 мкм, состоящих из диоксида кремния, входящего в состав лунного реголита. Рассмотрено влияние приповерхностной плазмы, моделируемой с помощью электростатического поля и ультрафиолетового излучения (УФ-излучения), на динамику частиц-имитаторов реголита. Визуализированы траектории движения частиц и изменение рельефа поверхности с частицами, а также получены оценки скоростей их взлета. Показано, что картина движения частиц в пылевой плазме зависит от наличия УФ-излучения и размера самих частиц. Результаты проведенного исследования представляют интерес для понимания физических процессов, происходящих у поверхности Луны и у других безатмосферных тел Солнечной системы, таких как Меркурий, астероиды, спутники Марса и др.

Об авторах

И. А. Шашкова

Институт космических исследований РАН

Email: shi@cosmos.ru
Москва, Россия

И. А. Кузнецов

Институт космических исследований РАН

Москва, Россия

Я. Тянь

«Национальный исследовательский университет “МЭИ”

Москва, Россия

С. И. Попель

Институт космических исследований РАН

Москва, Россия

А. А. Карташева

Институт космических исследований РАН

Москва, Россия

Г. Г. Дольников

Институт космических исследований РАН

Москва, Россия

А. Н. Ляш

Институт космических исследований РАН

Москва, Россия

М. Э. Абделаал

Институт космических исследований РАН

Москва, Россия

А. В. Захаров

Институт космических исследований РАН

Москва, Россия

Список литературы

  1. Zakharov A.V., Popel S.I., Kuznetsov I.A., Borisov N.D., Rosenfeld E.V., Skorov Yu., and Zelenyi L.M. // Phys. Plasmas. 2022. V. 29. P. 110501.
  2. Лисин Е.А., Тараканов В.П., Петров О.Ф., Попель С.И., Дольников Г.Г., Захаров А.В., Зеленый Л.М., Фортов В.Е. // Письма ЖЭТФ. 2013. Т. 98. С. 755.
  3. Буринская Т.М. // Физика плазмы. 2014. Т. 40. С. 17.
  4. Попель С.И., Голубь А.П., Лисин Е.А., Извекова Ю.Н., Атаманюк Б., Дольников Г.Г., Захаров А.В., Зеленый Л.М. // Письма ЖЭТФ. 2016. Т. 103. С. 641.
  5. Попель С.И., Голубь А.П., Зеленый Л.М., Хораны М. // Письма ЖЭТФ. 2017. Т. 105. С. 594.
  6. Popel S.I., Golub’ A.P., Kassem A.I., and Zelenyi L.M. // Phys. Plasmas. 2022. V. 29. P. 013701.
  7. Popel S.I., Golub’ A.P., and Zelenyi L.M. // Phys. Plasmas. 2023. V. 30. P. 043701.
  8. Попель С.И., Зеленый Л.М., Захаров А.В. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 813. https://doi.org/10.31857/S0367292123600437
  9. Berg O.E., Wolf H., and Rhee J. // Interplanetary Dust and Zodiacal Light / Ed. by Elsasser H., Fechtig H., 1976 // Lect. Notes Phys. 2005. V. 48. P. 233. https://doi.org/10.1007/3-540-07615-8_486
  10. Родэ О.Д., Иванов А.В. // Астрон. вестн. 1984. № 18. С. 1.
  11. Grun E., Horanyi M., and Sternovsky Z. // Planet. Space Sci. 2011. V. 59. P. 1672.
  12. Попель С.И., Голубь А.П., Захаров А.В., Зеленый Л.М. // Физика плазмы. 2020. Т. 46. С. 219.
  13. Зеленый Л.М., Попель С.И., Захаров А.В. // Физика плазмы. 2020. Т. 46. С. 441.
  14. Gaier J.R. The effects of lunar dust on EVA systems during the Apollo missions // NASA technical memorandum. 2007. P. NASA/TM-2005-213610.
  15. Christoffersen R., Lindsay J.F., Noble S.K., Meador M.A., Kosmo J.J., Lawrence J.A., Brostoff L., Young A., and McCue T. Lunar dust effects on spacesuits systems: insights from the Apollo spacesuits. NASA preprint. 2009.
  16. Rennilson J.J., Criswell D.R. // Moon. 1974. V. 10. P. 121.
  17. Zook H.A., McCoy J.E. // Geophys. Res. Lett. 1991. V. 18. P. 2117.
  18. Зелёный Л.М., Захаров А.В., Попель С.И., Кузнецов И.А., Розенфельд Е.В. // УФН. 2024. Т. 194. С. 569.
  19. Stubbs T.J., Halekas J.S., Farrell W.M., and Vondrak R.R. // Workshop on Dust in Planetary Systems (ESA SP-643), Kauai, Hawaii, 2005. // Ed. by Krueger H., Graps. P. // 2007. P. 181.
  20. Colwell J.E., Batiste S., Horányi M., Robertson S., and Sture S. // Rev. Geophys. 2007. V. 45. https://doi.org/10.1029/2005RG000184
  21. Popel S.I., Zelenyi L.M., and Atamaniuk B. // Plasma Phys. Rep. 2016. V. 42. P. 543. https://doi.org/10.1134/S1063780X16050147
  22. Popel S.I., Zelenyi L.M., Golub’ A.P., and Dubinskii A.Yu. // Planet. Space Sci. 2018. V. 156. P. 71. https://doi.org/10.1016/j.pss.2018.02.010
  23. Horányi M., Sternovsky Z., Lankton M., Dumont C., Gagnard S., Gathright D., Grün E., Hansen D., James D., Kempf S., Lamprecht B., Srama R., Szalay J.R., and Wright G. // Space Sci. Rev. 2014. V. 185. P. 93.
  24. Mishra S.K. // Phys. Plasmas. 2020. V. 27. P. 052901.
  25. Wang X., Schwan J., Hsu H.W., Grün E., and Horányi M. // Geophys. Res. Lett. 2016. V. 43. P. 6103.
  26. Schwan J., Wang X., Hsu H.W., Grün E., and Horányi M. // Geophys. Res. Lett. 2017. V. 44. P. 3059. https://doi.org/10.1002/2017GL072909
  27. Hood N., Carroll A., Mike R., Wang X., Schwan J., Hsu H.W., and Horányi M. // Geophys. Res. Lett. 2018. V. 45. P. 206. https://doi.org/10.1029/2018GL080527
  28. Orger N.C., Toyoda K., Masui H., and Cho M. // Adv. Space Res. 2019. V. 63. P. 3270.
  29. Carroll A., Hood N., Mike R., Wang X., Hsu H.W., and Horányi M. // Icarus. 2020. V. 352. P. 113972.
  30. Elliott A., Wang X., Horanyi M., Taylor K., Schmidt R., Wiesner C., Wollmann D., and Belanger P. // Proc. 14th Internat. Particle Accelerator Conf. (IPAC 2023), Venice, Italy, 2023. P. MOPA065. https://doi.org/10.18429/JACoW-IPAC2023-MOPA065
  31. Кузнецов И.А., Шашкова И.А., Ляш А.Н., Поройков А.Ю., Бедняков С.А., Кронрод Е.В., Дольников Г.Г., Дубов А.Е., Вощан О.Н., Абделаал М.Э., Попель С.И., Морозова Т.И., Карташева А.А., Столяренко П.В., Тянь Я., Захаров А.В., Зеленый Л.М. // АЖ. 2024. Т. 101. С. 335. https://doi.org/10.31857/S0004629924040044
  32. Munoz J.H.P., Wang X., Horányi M., Kvon V., Heijmans L., Chaudhuri M., Kerkhof M., Yakunin A.M., Krainov P., and Astakhov D. // Phys. Plasmas. 2025. V. 32. P. 023706. https://doi.org/10.1063/5.0250511
  33. Munoz J.H.P., Wang X., Horanyi M., Umland C., Kvon V., Heijmans L., Chaudhuri M., Kerkhof M., Yakunin A.M., Krainov P., and Astakhov D. // Phys. Plasmas. 2025. V. 32. P. 083702. https://doi.org/10.1063/5.0279838
  34. Richmond J.L., Munoz J.H.P., Wang X., Horanyi M., Machacek J.R., Charles C., and Boswell R.W. // Geophys. Res. Lett. 2025. V. 52. P. e2024GL113715. https://doi.org/10.1029/2024GL113715
  35. Zakharov A.V., Poroykov A.Yu., Bednyakov S.A., Lyash A.N., Shashkova I.A., Kuznetsov I.A., and Dolnikov G.G. // Measurement. 2021. V. 171 P. 108831. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2020.108831
  36. Попель С.И., Зеленый Л.М., Захаров А.В., Кузнецов И.А., Дольников Г.Г., Ляш А.Н., Шашкова И.А., Карташева А.А., Дубов А.Е., Абделаал М.Е., Резниченко Ю.С. // Физика плазмы. 2024. T. 50. C. 1222.
  37. Shashkova I.A., Kuznetsov I.A., Kartasheva A.A., Popel S.I., Dol'nikov G.G., Lyash A.N., Abdelalal M.E., and Zakharov A.V. // 21th Internat. Workshop Complex Systems of Charged Particles and Their Interactions with Electromagnetic Radiation, April 7-11, 2025, Moscow, Russia. P. 55.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).