Взаимодействие космических аппаратов с окружающей плазмой. Новиков Л.С. - 25 стр.

   В этом случае плотность тока частиц плазмы одного вида с концен-
трацией n определяется выражением
    j = −en ∫ (sv ) f ( v ) dv,
где s – нормаль к рассматриваемой поверхности, а произведение (sv) –
нормальная составляющая скорости. Интегрирование ведется по внеш-
ней относительно поверхности полусфере.
   Для незаряженной поверхности при максвелловском распределении
частиц по скоростям получим
                      1/ 2
             ⎛ kT ⎞
    j0 = en ⎜⎜      ⎟⎟ .
             ⎝ 2π m ⎠
   В изотермической электронно-протонной плазме с одинаковой кон-
центрацией частиц ( Te = Tp , ne = n p ) отношение плотности электронно-
го тока на незаряженной поверхности к плотности протонного тока оп-
ределяется выражением
                 12
    je 0 ⎛ m p ⎞
        =⎜      ⎟ = 1836 ≈ 43.
    je 0 ⎜⎝ me ⎟⎠
   Токи частиц плазмы на поверхности заряженного тела
   Этот случай значительно сложнее предыдущего, и его анализ пред-
ставляет, по существу, основную задачу зондовой теории. Для расчета
токов частиц плазмы, текущих на тело, находящееся под некоторым
потенциалом относительно плазмы, нужно знать распределение потен-
циала и концентрации частиц в возмущенной зоне вблизи тела. Строгое
решение этой задачи весьма сложно, поэтому обычно используются
различные предположения, упрощающие формулировку задачи.
   Равновесное распределение концентрации заряженных частиц, опи-
сываемое формулой Больцмана, нарушается в возмущенной зоне из-за
поглощающего действия тела. Искажается и распределение потенциала
внутри дебаевской сферы. Эти эффекты существенно зависят от соот-
ношения размеров тела, радиуса Дебая и длины свободного пробега
частиц. Последний параметр, как и в динамике нейтрального разрежен-

                                    25