混合流电离层空气动力学
等离子体物理
2022-09-26 v1
摘要
日益拥挤的近地环境需要精确的轨道建模，以防止威胁空间基础设施可用性的碰撞事件。电离层空气动力学是轨道摄动最大的非保守来源。Brown 等人基于将单物种流近似应用于代表性等离子体模拟，提供了一种低地球轨道中带电体阻力的预测方法。近期关于混合物种等离子体鞘层的研究促使对该假设进行探究。我们模拟了具有代表性 LEO 条件的带电体上的混合物种等离子体流，重点关注轨道运动受限的 O 主导流，以及鞘层受限的 H 主导流。从不同离子物种的小浓度对物体空气动力学效应的角度分析了其重要性。在由 O 分子主导的流中引入少量 H 显示出对尾流结构的显著破坏，同时该流中卫星的阻力系数增加。在鞘层主导的 H 流中引入较重的 O 分子则发现对尾流结构破坏很小。在 Brown 等人工作的基础上提出了一种多物种阻力模型。发现该模型在定性上描述了尾流结构的变化，但始终过高预测了阻力系数。这一发现表明，混合物种流对电离层空气动力学的影响涉及物种间相互作用的显著贡献，而将这些独立物种视为分离流或具有调整参数的单一流均不能充分描述。
引用
@article{arxiv.2209.11373,
title = {Mixed flow ionospheric aerodynamics},
author = {Faun Watson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.11373},
year = {2022}
}