Stuttgart 2012 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 20: Poster: Diagnostik

P 20.5: Poster

Donnerstag, 15. März 2012, 16:30–19:00, Poster.III

Charakterisierung von Impaktplasmen mit elektrostatischen und optischen Methoden — •Martin Lange, Frank Schäfer und Martin Schimmerohn — Fraunhofer EMI, Freiburg, Deutschland

Kleinste Partikel von Raumfahrtmüll können aufgrund ihrer Geschwindigkeiten von mehreren km/s beim Auftreffen auf Satelliten Plasmen erzeugen, die signifikante Störfälle verursachen. Mit Lebensdauern von wenigen Mikrosekunden lassen sich Impaktplasmen nicht mit üblichen Plasmasonden untersuchen. Es werden Dreifachlangmuirsonden benutzt um zeitaufgelöste Messungen von Elektronentemperatur und -Dichte zu erzielen. Unter der Annahme einer maxwellverteilten Elektronengeschwindigkeit und unter Berücksichtigung der Plasma-Wand-Interaktion lassen sich so über die Messung des Plasmapotentials an der floatenden Sondenspitze die Elektronentemperatur und parallel dazu über den Strom durch die geladenen Sondenspitzen die Elektronendichte messen. Bei Impaktversuchen am Fraunhofer EMI wurden zwei Dreifachsonden eingesetzt um Richtungs- und Entfernungsabhängigkeit der Plasmaparameter zu ermitteln. Hierfür wurden Aluminiumprojektile mit Geschwindigkeiten von bis zu 8 km/s und Sondenspannungen von 36 V genutzt. Damit wurden Elektronentemperaturen von 15-20 eV und Elektronendichten von 10*⁽16−20)/m bestimmt. Die Plasmaausbreitung wurde außerdem mit einer Hochgeschwindigkeitskamera aufgenommen, deren Mikrokanalplatten-Bildverstärker und schnelle Verschlüsse Belichtungszeiten von weniger als 100 ns mit Bildabständen von einer Mikrosekunde ermöglichen.