CS242803B1

CS242803B1 - Space plasma temperature and speed measuring device

Info

Publication number: CS242803B1
Application number: CS843182A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Nemecek; Jana Safrankova; Georgij N Zastenker; Jurij I Jermolajev
Original assignee: Zdenek Nemecek; Jana Safrankova; Georgij N Zastenker; Jurij I Jermolajev
Priority date: 1984-01-09
Filing date: 1984-01-09
Publication date: 1986-05-15
Also published as: CS318284A1

Abstract

Řešení se týká zařízení pro určení teploty a rychlosti kosmického plazmatu. Zařízení sestává ze spektrometru plazmatu, bloku /2/ zpracování dat a telemetrického systému, kde na výstupy bloku /2/ zpracování dat jsou připojeny vstupy dvou bloků /3,4/ určení adresy. Výstupy těchto bloků /3,4/ určení adresy jsou spojeny se vstupy dvou námětových bloků /5,6/, jejichž výstupy jsou napojeny na telemetrický systém /7/.Toto zařízení je použitelné zejména na palubě kosmických aparátů, jako jsou umělé družice Země, meziplanetární sondy a podobně.The solution relates to a device for determining the temperature and cosmic plasma velocity. Equipment consists of a plasma spectrometer, block / 2 / data processing and telemetry system where the block outputs / 2 / processing data are connected with inputs of two blocks / 3,4 / address determination. Outputs of these blocks / 3,4 / address determination are linked to inputs of two thematic blocks / 5,6 / the outputs are connected to telemetry system /7/.This device is usable especially on board space apparatuses Earth satellites, interplanetary probes and the like.

Description

Vynález se týká zařízení pro měření teploty a rychlosti kosmického plazmatu určené pro použití zejména na palubě kosmických aparátů jako jsou umělé družice Země, meziplanetární sondy atd.The present invention relates to a device for measuring the temperature and velocity of a cosmic plasma intended for use, in particular, on board a space apparatus such as artificial earth satellites, interplanetary probes, etc.

Dosud známá zařízení pro určení základních kinetických parametrů plazmatu jsou založena na sériovém nebo paralelním měření intenzit toků částic odpovídajících daným intervalům rozdělovači funkce. V obou případech je pro určení kinetických parametrů plazmatu nezbytné velké množství měření a následné zpracování jejich výsledků. Nejčastěji se k měření užívají různé typy elektrostatických analyzátorů, na jejich výstupu je možno získat energetické a úhlové spektrum, které se předává prostřednictvím telemetrického systému na Zemi k dalšímu zpracováníThe prior art devices for determining the basic kinetic parameters of plasma are based on serial or parallel measurement of the particle flow intensities corresponding to the given distribution function intervals. In both cases a large number of measurements and subsequent processing of their results is necessary to determine the kinetic parameters of the plasma. Different types of electrostatic analyzers are most commonly used for measurement. At their output it is possible to obtain energy and angular spectrum, which is transmitted via telemetry system on Earth for further processing.

Je známo zařízení, sestávající ze spektrometru plazmatu, bloku zpracování dat připojeného na jeho výstup a telemetrického systému, který zprostředkovává přenos informace z bloku zpracování dat na Zemi, Toto zařízení určuje energetická spektra kosmického plazmatu a provádí jejich základní zpracování; určuje polohu absolutního maxima rozdělovači funkce v energetické škále - NM, výšku tohoto maxima - VM a energii NL, při které je hodnota rozdělovači funkce n-krát menší než hodnota v maximu VM, n je předem zadané číslo, např. 64.A device consisting of a plasma spectrometer, a data processing block connected to its output and a telemetry system that transmits information from a data processing block to Earth is known. This device determines the energy spectra of the cosmic plasma and performs its basic processing; determines the position of the absolute maximum of the distribution function on the energy scale - NM, the height of this maximum - VM and the energy NL at which the value of the distribution function is n times smaller than the value at maximum VM, n is a predetermined number.

Toto zařízení sice řeší problém komprese výstupní informace, ale parametry NM, VM a Nl vyžadují další zpracování, aby z nich mohly být určeny základní kinetické parametry plazmatu.While this device solves the problem of output information compression, the NM, VM and N1 parameters require further processing to determine the basic kinetic parameters of the plasma.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro měření teploty a rychlosti kosmického plazmatu podle vynálezu, sestávají- 2 242 803 cí ze spektrometru plazmatu, bloku zpracování dat a telemetrického systému. Jeho podstatou je, že na výstupy bloku zpracování dat jsou připojeny vstupy dvou bloků určení adresy. Výstupy bloků určení adresy jsou spojeny se vstupy dvou paměťových bloků, jejichž výstupy jsou napojeny na telemetrický systém.The above-mentioned drawbacks are overcome by the cosmic plasma temperature and velocity measuring device according to the invention, consisting of 2,242,803 comprising a plasma spectrometer, a data processing block and a telemetry system. In essence, the inputs of two address determination blocks are connected to the outputs of the data processing block. The outputs of the address determination blocks are connected to the inputs of two memory blocks, the outputs of which are connected to a telemetry system.

Vyšší účinek vynálezu se projevuje zejména tím, že hodnoty na výstupu pamětí je možno použít pro operativní řízení experimentu, úpravu energetických rozsahů, přechod na nový způsob měření, a zároveň na zemi bez dalšího zpracování dávají přehled o momentálním chování plazmatu v okolí kosmického aparátu. Další výhodou je komprese dat předávaných telemetrickým systémem o cca 33 %, nebot místo původních třech parametrů jsou předávány pouze dva. _t The higher effect of the invention is manifested in particular by the fact that the values at the memory output can be used for operative control of the experiment, adjusting the energy ranges, transition to a new measuring method, and at the same time. Another advantage is the compression of the data transmitted by the telemetry system by about 33%, because only two parameters are transmitted instead of the original three parameters. _t

Na připojeném výkresu je znázorněno principiální schéma zařízení sestávajícího ze spektrometru 1 plazmatu, který je připojen na vstup bloku 2 zpracování dat, na jehož výstupy jsou připojeny vstupy bloků 2, 4 určení adresy. Výstupy bloků 2 ^a 4 určení adresy jsou spojeny se vstupy paměťových bloků 6, jejichž výstupy jsou napojeny na telemetrický systém 7.The attached drawing shows a schematic diagram of a device consisting of a plasma spectrometer 1, which is connected to the input of a data processing block 2, to whose outputs the inputs of the address determination blocks 2, 4 are connected. The outputs of the address determination blocks 2 ^and 4 are connected to the inputs of the memory blocks 6, the outputs of which are connected to a telemetry system 7.

Spektrometr 1 plazmatu registruje energetické spektrum plaz matu a informaci předává do bloku 2 zpracování dat, který na základě změřeného spektra určuje výše popsané parametry NM, VM a NL. V bloku 2 určení adresy se na základě třech parametrů NM, VM a NL určuje adresa paměťové buňky paměťového bloku 2» ^v® které je uložena jim odpovídající .hodnota translační rychlosti plazmatu. Stejně tak v bloku £ určení adresy se na základě těchže hodnot NM, VM a NI určuje adresa paměťové buňky paměťového bloku 6, ve které je uložena odpovídající hodnota teploty plazmatu. Hodnoty teploty a rychlosti jsou vedeny do telemetrického systému 7 nebo je možno je užít k operativnímu řízení experimentů, popřípadě obojí.The plasma spectrometer 1 registers the energy spectrum of the plasma and transmits the information to the data processing block 2, which determines the NM, VM and NL parameters described above based on the measured spectrum. In the address determination block 2, based on the three parameters NM, VM and NL, the memory cell address of the memory block 2 ⁱⁿ which the corresponding plasma translation rate value is stored is determined. Likewise, in the address determination block 6, the memory cell address of the memory block 6, in which the corresponding plasma temperature value is stored, is determined based on the same NM, VM and NI values. The temperature and velocity values are fed to the telemetry system 7 or can be used to operatively control experiments, or both.

Výpočty provedené na základě dat ze slunečního větru ukazují, že pro dosažení přesnosti určení rychlosti kolem 10 % a přesnosti měření teploty kolem 50 % je dostatečné měřit energe- 3 242 803 tické spektrum ve 50 bodech. Z toho vyplývá teoretická nuthost, aby paměťové bloky 2» 6 obsahovaly asi po 900 buňkách. Vhodnou organizací bloků 2» 4 určení adresy a informace v paměťových buňkách je možno využít skutečnosti, že jen asi 10 % čísel z plné matice bude podstatně různých od nuly a proto je možno objem paměťového bloku snížit asi na 100 buněk. Tento fakt je velmi významný, neboť takovýto počet paměťových buněk je mnohem menší, než objem paměti nutný k zapsáni algoritmu výpočtu a tím zařízení nabývá na spolehlivosti oproti druhé možné variantě - výpočtu rychlosti a teploty bezprostředně na palubě.Calculations based on solar wind data show that it is sufficient to measure the energy spectrum at 50 points to achieve a speed determination accuracy of about 10% and a temperature measurement accuracy of about 50%. This implies a theoretical necessity for memory blocks 26 to contain about 900 cells each. By appropriately organizing the address determination blocks and information in the memory cells, it is possible to take advantage of the fact that only about 10% of the numbers from the full matrix will be substantially different from zero and therefore the memory block volume can be reduced to about 100 cells. This fact is very important, because such a number of memory cells is much smaller than the amount of memory required to write the calculation algorithm, and thus the device gains reliability over the second possible variant - calculation of speed and temperature immediately on board.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Apparatus for measuring the temperature and velocity of a cosmic plasma consisting of a plasma spectrometer, a data processing block and a telemetry system, characterized in that the outputs of the data processing block (2) are connected with inputs of two address determination blocks (5, 4). are connected to the inputs of two memory blocks (5, 6), the outputs of which are connected to the telemetry system (7).