Физико-химические процессы и материалы в условиях Космоса

Эксперимент "Плазменный кристалл "

(продолжается с МКС-1)

Исследование плазменно-пылевых кристаллов и жидкостей в условиях микрогравитации на Международной космической станции

Постановщики

Немецкий аэрокосмический центр (DLR),

Объединенный институт высоких температур РАН

Участники

ОАО РКК "Энергия" им. С.П. Королева,

ФГБУ "НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина",

ЦУП ФГУП "ЦНИИмаш"

Научный руководитель

Куратор

доктор Х. Томас

академик В.Е. Фортов

В.А. Алямовская

Цель:

В соответствии с ТЗ эксперимент проводится в три этапа.

Этап 1а. Исследование плазменно-пылевых структур в газоразрядной плазме высокочастотного емкостного разряда.

Этап 1б. Исследование плазменно-пылевых структур в плазме тлеющего разряда постоянного тока с использованием НА "Плазменный кристалл-4".

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:

1. Поиск условий стабилизации плазменно-пылевых структур в комбинированном разряде постоянного тока и ВЧ.
Размер частиц 3,38 мкм ± 0,07. Используемый рабочий газ – неон и аргон. Ориентировочное давление - 60 Па для неона и 25 Па для аргона.

2. Определение параметров трехмерной стабилизированной плазменно-пылевой структуры методом сканирования лазерным "ножом".

Размер частиц 3,38 мкм ± 0,07. Используемый рабочий газ – неон и аргон. Ориентировочное давление - 60 Па для неона и 25 Па для аргона.

3. Поиск условий для получения стабильных протяженных плазменно-пылевых структур при низких давлениях, вплоть до 10 Па.
Размер частиц 3,38 мкм. Используемый рабочий газ – неон.

4. Поиск условий формирования потенциального сопла Лаваля. Потенциальное сопло Лаваля формируется дополнительным электрическим полем манипуляционного управляющего электрода при подаче на него отрицательного напряжения величиной от 300 до 500 В.

Размер частиц 3,38 мкм. Используемый рабочий газ – неон.

5. Получение первых результатов о поведении сильно неидеальной плазменно-пылевой жидкости в потенциальном сопле Лаваля.

Размер частиц 3,38 мкм. Используемый рабочий газ – неон.

6. Изучение влияния наличия пылевых частиц на спектр излучения плазмы положительного столба разряда постоянного тока в неоне.

Размер частиц 3,38 мкм. Используемый рабочий газ – неон.

7. Поиск режимов мощного манипуляционного лазера для создания течений в пылевой плазме без разрушающего действия на частицы.

Размер частиц 3,38 мкм. Используемый рабочий газ – неон. Мощность лазера – не более 15 Вт.

Используемая аппаратура:

В эксперименте используется научная аппаратура «Плазменный кристалл-4» и расходуемые материалы общей массой 164,1 кг.