航天器尘埃撞击产生天线信号的实验室研究

空间任务通常携带对尘埃撞击敏感的天线仪器，然而对信号生成机制的理解仍不完整。本文提出一种解析形式的信号生成模型，与实验室测量结果吻合良好。该模型基于航天器从撞击产生的等离子体云中收集与逃逸的自由电荷部分所受到的直接充电与感应充电。利用尘埃加速设施中按 20:1 缩比的卡西尼（Cassini）航天器模型开展了一系列实验室实验。结果表明，撞击等离子体可建模为从撞击位置流出的离子羽流和各向同性膨胀的电子云。将模型拟合所采集的天线波形，可获得撞击等离子体的若干关键参数。该模型还表明，在典型空间环境中，由于环境等离子体中的放电效应，撞击信号的幅度可能显著降低。