устройство регистрации микрометеороидов и частиц космического мусора

Формула изобретения

Устройство регистрации микрометеороидов и частиц космического мусора, содержащее подложку, отличающееся тем, что подложка представляет собой микроканальную пластину, играющая одновременно роль коллектора иона и соединенную с источником высокого напряжения, а анод микроканальной пластины соединен с усилителем, соединенным с блоком обработки сигналов.

Описание изобретения к патенту

Устройство предназначено для использования в космической технике, в частности для регистрации микрометеороидов и частиц космического мусора.

Известно устройство (A.C. N1830499, МПК G01E 1/34, опубликованное 13.10.92), включающее в себя плоскую мишень с отверстиями, приемник ионов, блок обработки информации.

Недостатком такого устройства является сложность изготовления детектора и малая чувствительность мишени к удару.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является детектор для измерения физических параметров микрометеоритов (АС 632264, МПК H01J 47/00, опубликованное 15.05.92).

Детектор для измерения физических параметров микрометеоритов содержит подложку, состоящую из металлической пленки, диэлектрика и металлической пластины, и коллектора ионов. Между пластиной и пленкой приложено постоянное напряжение от источника питания, в цепь которого включен резистор, соединенный с измерительным устройством. Коллектор соединен с устройством, служащим для измерения амплитуды и длительности переднего фронта импульса тока.

Недостатком такого устройства является сложность изготовления детектора, низкая информативность выходных данных и малая чувствительность подложки к удару.

Задачей изобретения является снижение сложности изготовления детектора, увеличение информативности устройства и повышение чувствительности подложки к удару.

Поставленная задача достигается тем, что устройство регистрации микрометеороидов и частиц космического мусора, содержащее подложку, согласно изобретению, подложка представляет собой микроканальную пластину, играющая одновременно роль коллектора иона и соединенную с источником высокого напряжения, а анод микроканальной пластины соединен с усилителем, соединенным с блоком обработки сигналов.

Сущность изобретения поясняется чертежами,

где на Фиг.1 изображено устройство регистрации микрометеороидов и частиц космического мусора, на Фиг.2. изображены графики изменения напряжения во времени.

Устройство регистрации микрометеороидов и частиц космического мусора содержит заземленную сетку 1, подложку, состоящую из микроканальной пластины с выводами 2 и анодом 3, к которому подключен усилитель 4, блок обработки сигналов 5.

Принцип работы устройства следующий. Заземленная сетка 1 защищает устройство от внешних помех. Высокоскоростные микрометеороид или частицы космического мусора ударяют по микроканальной пластине, при этом образуются положительно заряженные ионы и электроны. Количество электронов умножается в тысячи раз при их пролете между выводами 2 микроканальной пластины и собирается анодом 3, к которому подключен усилитель 4. Таким образом, на выходе усилителя 4 получается сигнал с амплитудой U_А и длительностью порядка десятка нс. Образовавшиеся положительные ионы летят в замедляющем электрическом поле, созданном нулевым потенциалом на заземленной сетке и отрицательным потенциалом на микроканальной пластине, в сторону заземленной сетки. Вследствие действия замедляющего электрического поля положительные ионы "отражаются" от заземленной сетки и летят обратно на микроканальную пластину, создавая при ударе по ней уже достаточно широкий импульс сигнала на выходе усилителя 4. Примерный вид сигналов на выходе усилителя 4 представлен на Фиг.2.

Параметры микрометеороида или частицы космического мусора можно определить, используя зависимости

;

;

где m, V - заряд, масса и скорость микрометеороида или частицы космического мусора, С₁, С₂ - константы, зависящие от материалов и размеров устройства регистрации микрометеороидов и частиц космического мусора, t_ф - передний фронт сигнала U₄, показанного на Фиг.2.

Сигналы с усилителя 4 поступают на блок обработки сигналов 5, на выходе которого формируются параметры микрометороида или частицы космического мусора, ударившие по подложке.

Преимуществом данного устройства по сравнению с другими аналогичными устройствами является то, что оно позволяет изготавливать датчик с большой площадью чувствительной поверхности. Также, так как в качестве подложки используется микроканальная пластина, то данный датчик обладает повышенной чувствительностью к удару, по сравнению с подложкой, состоящей из металлической пленки, диэлектрика и металлической пластины, и коллектора ионов. Также коллектор ионов представляет собой сама подложка, что позволяет избежать установки дополнительных электродов и измерительного усилителя.