Cosmic ResearchCosmic ResearchКосмические исследования0023-42063034-5502The Russian Academy of Sciences67248910.31857/S0023420624010037ArticlesСтатьиResearch ArticleСпектрометр электронов «ТОТЭМ-Э» для проекта «Странник»Спектрометр электронов «ТОТЭМ-Э» для проекта «Странник»МоисеенкоД. А.
Russian Federation
modaldi@cosmos.ruШестаковА. Ю.
Russian Federation
modaldi@cosmos.ruВайсбергО. Л.
Russian Federation
modaldi@cosmos.ruЖуравлевР. Н.
Russian Federation
modaldi@cosmos.ruМитюринМ. В.
Russian Federation
modaldi@cosmos.ruМоисеевП. П.
Russian Federation
modaldi@cosmos.ruИнститут космических исследований РАНООО «НПП “Астрон-электроника”»27062024621364527022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0023-4206/article/view/672489

Описывается принцип функционирования спектрометра электронов «ТОТЭМ-Э», разрабатываемого для комплекса научной аппаратуры «Странник» (КНА-С) проекта «Резонанс-МКА», приводятся аналитические характеристики конструкторско-доводочного образца прибора, полностью соответствующего штатному образцу в части применяемых электронных компонентов и электронно-оптической схемы, описывается процедура функциональных испытаний прибора, приводится описание структуры и принципов функционирования аппаратно-программного комплекса, созданного для испытаний приборов подобного типа. Конструкция прибора «ТОТЭМ-Э» предлагает новый подход к измерениям потока частиц, позволяющий увеличить достоверность и скорость измерений. Особенностью предложенной схемы представляется возможность одномоментного измерения потоков электронов в плоском сечении в пространстве скоростей в диапазоне энергий от Е0 до 6.5Е0, где Е0 – минимальная регистрируемая прибором энергия частиц. Это достигается использованием двух конических электростатических зеркал, которые отбирают электроны из плоского 360-градусного сечения потока для последующего анализа по энергии и применением координатно-чувствительного детектора для одномоментной регистрации частиц.

Описывается принцип функционирования спектрометра электронов «ТОТЭМ-Э», разрабатываемого для комплекса научной аппаратуры «Странник» (КНА-С) проекта «Резонанс-МКА», приводятся аналитические характеристики конструкторско-доводочного образца прибора, полностью соответствующего штатному образцу в части применяемых электронных компонентов и электронно-оптической схемы, описывается процедура функциональных испытаний прибора, приводится описание структуры и принципов функционирования аппаратно-программного комплекса, созданного для испытаний приборов подобного типа. Конструкция прибора «ТОТЭМ-Э» предлагает новый подход к измерениям потока частиц, позволяющий увеличить достоверность и скорость измерений. Особенностью предложенной схемы представляется возможность одномоментного измерения потоков электронов в плоском сечении в пространстве скоростей в диапазоне энергий от Е0 до 6.5Е0, где Е0 – минимальная регистрируемая прибором энергия частиц. Это достигается использованием двух конических электростатических зеркал, которые отбирают электроны из плоского 360-градусного сечения потока для последующего анализа по энергии и применением координатно-чувствительного детектора для одномоментной регистрации частиц.

Louarn P., Roux A., de Feraudy H. et al. Trapped electrons as a free energy source for the auroral kilometric radiation // J. Geophysical Research. 1990. V. 95. Iss. A5. P. 5983– 5995. https://doi.org/10.1029/JA095iA05p05983Lindqvist P.A., Marklund G. T. A statistical study of high-altitude electric fields measured on the Viking satellite // J. Geophysical Research. 1990. V. 95. Iss. A5. P. 5867– 5876. https://doi.org/10.1029/JA095iA05p05867Mozer F.S., Temerin M. Solitary waves and double layers as the source of parallel electric fields in the auroral acceleration region // High-latitude space plasma physics / ed. B. Hultqvist, T. Hagfors. N.Y.: Plenum Press, 1983. P. 453.Bostrem R., Gustafsson G., Holback B. et al. Characteristics of solitary waves and weak double layers in the magnetospheric plasma // Physical Review Letters. 1988. V. 61. P. 82–85. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.61.82Temerin M., Lysak R. Electromagnetic ion cyclotron mode (ELF) waves generated by auroral electron precipitation // J. Geophysical Research. 1984. V. 89. Iss. 5. P. 2489–2859. https://doi.org/10.1029/JA089iA05p02849Gustafsson G., Andre M., Matson L. et al. On waves below the local proton gyrofrequency in auroral acceleration regions // J. Geophysical Research. 1990. V. 95. Iss. A5. P. 5889–5904. https://doi.org/10.1029/JA095iA05p05889Hasegawa A., Uberoi C. The Alfven wave / DOE Critical Review Series. 1982. DOE/TIC-11197. https://doi.org/10.2172/5259641Goertz C. K. Electron acceleration via kinetic Alfven waves // Comparative Study of Magnetospheric Systems // Proc. Intern. Colloquium “Comparative study of magnetospheric systems”. Londe-les-Maures, France, Sept. 9–13, 1985. Toulouse: Cepadues-Editions, 1986. P. 357–370.Volokitin A.S., Dubinin E. M. The turbulence of Alfven waves in the polar magnetosphere of the Earth // Planetary and Space Science. 1989. V. 37. Iss. 7. P. 761– 765. https://doi.org/10.1016/0032-0633(89)90127-XLutsenko V.N., Kudela K. Almost monoenergetic ions near the Earth’s magnetosphere boundaries // Geophysical Research Letters. 1999. V. 26. P. 413–416.Lutsenko V. N. Almost monoenergetic ions: New support for Alfven ideas on the role of electric currents in space plasmas? // Physics and Chemistry of the Earth. Pt. C: Solar, Terrestrial and Planetary Science. 2001. V. 26. Iss. 8. P. 615–619. https://doi.org/10.1016/S1464-1917(01)00057-5Kudela K., Lutsenko V. N., Sarris E. T. et al. DOK-2 ion fluxes upstream from the bow shock: characteristics from 4 years of Interball-1 measurements // Planetary and Space Science. 2005. V. 53. Iss. 1–3. P. 59–64. https://doi.org/10.1016/j.pss.2004.09.029Slivka M., Kudela K. Anisotropy of proton fluxes in neutral sheet region measured by DOK2 on Interball-1 // Planetary and Space Science. 2005. V. 53. Iss. 1–3. P. 217–227. https://doi.org/10.1016/j.pss.2004.09.047Lutsenko V.N., Kirpichev I. P., Grechko T. V. et al. Source positions of energetic particles responsible for the fine dispersion structures: numerical simulation results // Planetary and Space Science. 2005. V. 53. Iss. 1–3. P. 275–281. https://doi.org/10.1016/j.pss.2004.09.053Martin C., Jelinsky P., Lampton M. et al. Wedge-and-strip anodes for centroid-finding position-sensitive photon and particle detectors // Review of Scientific Instruments. 1981. V. 52. Iss. 7. P. 1067–1074. https://doi.org/10.1063/1.1136710Вайсберг О.Л., Журавлев Р. Н., Моисеенко Д. А. и др. Широкоугольный ионный энерго-масс- анализатор АРИЕС-Л // Астрон. вестн. 2021. Т. 55. № 6. С. 575– 588. https://doi.org/10.31857/S0320930X21060116