Физико-химические процессы и материалы в условиях космоса
Эксперимент "Плазменный кристалл"
Цель:
Этап 1а. Исследование плазменно-пылевых структур в газоразрядной плазме высокочастотного емкостного
разряда.
Этап 1б. Исследование плазменно-пылевых структур в плазме тлеющего разряда постоянного тока.
Этап 2. Исследование воздействия УФ-спектра космического излучения на поведение ансамбля
макрочастиц, заряжающихся путем фотоэмиссии.
Этап 3. Исследование плазменно-пылевых структур в условиях открытого космоса при воздействии
УФ-излучения Солнца, плазменных потоков и ионизирующих излучений.
Задачи:
Изучение физических явлений в плазменно-пылевых кристаллах при различных уровнях давления инертного
газа и мощности ВЧ - генератора в условиях микрогравитации
Используемая научная аппаратура:
Аппаратура "Плазменный кристалл-3 Плюс":
Расходуемые материалы:
- Видеокассеты Hi-8 для записи процесса формирования плазменно-пылевых структур;
- Карта PCMCIA для записи параметров проведения эксперимента
(давления газа, мощности ВЧ-излучения, размеров пылевых частиц и др.).
Ожидаемые и полученные результаты:
Впервые обнаружено формирование трехмерных упорядоченных структур сильно заряженных частиц микронного размера с большим параметром неидеальности (трехмерный плазменный кристалл) с гранецентрированной и объемно-центрированной решетками. Открыто одновременное сосуществование гранецентрированных и гексагональных структур. Осуществлено возбуждение волн пылевой компоненты, что дает возможность получения дисперсионных соотношений и исследования характера волн. Обнаружены нелинейные волны плотности пылевой компоненты. Обнаружено существование областей с конвективным движением заряженных макрочастиц в плазменной жидкости ("плазменно-пылевые вихри"), при этом поведение частиц существенно отличается от наблюдаемого в условиях гравитации. Продемонстрирована возможность исследования роста макрочастиц из газовой фазы в условиях микрогравитации.