Měřící metody v kosmickém plazmatu

Sylabus

Klasifikace měřících metod - in-situ a vzdálená měření, pozemní a družicová měření, sondové rakety, letecká a balónová měření.

* 0. Úvod do přístrojové elektroniky

Zesilovač, frekvenční a fázová charakteristika. Úprava frekvenčního spektra (filtrace). Vzorkovací teorém, Nyquistova frekvence, antialiasing a rekonstrukční filtr. Analogově-digitální a digitálně analogový převod.

* 1. Diagnostika nízkoteplotního plazmatu

Langmuirovy sondy, analyzátory s brzdným polem (RPA).

* 2. Měření energetické a rychlostní rozdělovací funkce nabitých částic

Detektory částic (měření proudu, kanálotrony a mikrokanálkové destičky, polovodičové detektory). Elektrostatické analyzátory, techniky měření 2D a 3D rychlostní rozdělovací funkce. Měření pitch-úhlového rozdělení. Kalibrace částicových detektorů. Vliv potenciálu družice a kosmické radiace na měření.

* 3. Analyzátory iontů s hmotovým rozlišením

Separace magnetickým polem, radiofrekvenční a time-of-flight techniky.

* 4. Měření neutrálních částic

Analyzátory neutrálních částic, zobrazování pomocí neutrálních částic.

* 5. Měření spekter energetických částic, dozimetrie

Registrace částic vysokých energií a záření rtg/gama. Scintilátory a pevnolátkové detektory.

* 6. Měření elektrických a magnetických polí

Měření stejnosměrných a střídavých polí v širokém oboru frekvencí. Potenciál družice. Vliv fotoproudu.Skalární a vektorové měření magnetického pole, měření stejnosměrného a střídavého magnetického pole (flux-gate a search-coil magnetometry). Měření elektrických a magnetických polí pomocí elektronového driftu. Stanovení parametrů vln v plazmatu, analýza na palubě družice. Vlnově-částicové interakce, částicové korelátory.

* 7. Detekce prachu v kosmickém prostoru

Prach ve sluneční soustavě, historie detekce prachových zrn, specializované prachové detektory, alternativní způsoby detekce prachu (Faradayovy válce, elektrické antény).

* 8. Aktivní experimenty

Aktivní experimenty v kosmickém plazmatu a metody používané pro jejich realizaci. Interakce plazmatu se svazky částic, změny potenciálu objektu.

* 9. Pozemní měření

Měření elektromagnetických signálů souvisejících s bouřkovou aktivitou, metody detekce bleskových výbojů a nadoblačných bouřkových jevů, optické měřící techniky (kamery a fotometry). Měření elektrických a geomagnetických polí, geomagnetické indexy. Ionosférické sondování (digisonda, nekoherentní rozptyl). Globální navigační družicový systém v měření ionosféry (TEC).

* 10. Výpočet parametrů plazmatu z měřitelných veličin

Stanovení orientace a parametrů diskontinuit. Vícebodová měření. Vzájemná kalibrace mezi přístroji a družicemi.

Anotace

Diagnostika nízkoteplotního plazmatu v kosmu, měření parametrů toku a rozdělovacích funkcí elektronů, iontů a neutrálních částic, detektory částic. Měření elektrických a magnetických polí. Přehled pozemních měření vč. detekce bleskové aktivity. Aktivní experimenty v kosmu. Výpočet parametrů plazmatu z měřitelných Veličin.

Problémy vzájemné kalibrace.