Взаимодействие космических аппаратов с окружающей плазмой. Новиков Л.С. - 26 стр.

ного газа, определяет условие установления термодинамического рав-
новесия и пределы применимости кинетической теории.
   Длина свободного пробега нейтральных и заряженных частиц в ио-
носфере на высоте 200 км составляет около 100 м, на высоте 300 км –
уже несколько километров и далее быстро растет с увеличением высоты
в соответствии с разрежением среды. Таким образом, по отношению к
характерным размерам КА R ~10 м длина свободного пробега частиц
значительно больше на всех орбитах, и для описания взаимодействия
КА с космической плазмой практически всегда применима кинетиче-
ская теория.
   При расчете плазменных токов выделяют два случая: случай тонкого
экранирующего слоя, R >> λ D , и случай толстого экранирующего слоя,
R << λD . В условиях космического пространства первый случай реали-
зуется в ионосфере ( λD ~0,5 см), а второй характерен для ГСО ( λ D ~0,5
км). Вначале рассмотрим случай R << λD применительно к анализу
электризации КА на ГСО.
   По отношению к заряженному телу частицы плазмы разделяются на
отталкивающиеся (заряженные одноименно с телом) и притягиваю-
щиеся (противоположно заряженные).
   Для отталкивающихся частиц функция распределения в окрестности
заряженного тела и ток, текущий на тело, не зависят от распределения
потенциала в возмущенной зоне. Величина тока определяется только
потенциалом тела. Ток в этом случае не зависит и от формы поверхно-
сти тела. Последнее, правда, справедливо только для выпуклых поверх-
ностей, поскольку на вогнутых участках возможно частичное «затене-
ние» поверхности. При расчете тока отталкивающихся частиц нет ка-
ких-либо ограничений по скоростям. Плотность тока этих частиц нахо-
дят интегрированием функции распределения Максвелла-Больцмана по
всему пространству скоростей и геометрическому пространству вокруг
рассматриваемого тела. В результате получаем


                                    26