太空中的PM2.5——太阳系尘埃动力学研究进展

发布时间：2021-07-23 09:09

　　对太阳系尘埃动力学所涉及到的基本内容进行概述,包括尘埃的种类、成分、尺寸、密度、形状和生命周期。介绍了近年来在尘埃的来源与生成机制方面的力学过程、主要理论、模型与方法,包括冲击溅射、表面喷射、风化、滑坡、质量脱落、旋转断裂等,阐述了尘埃的充电过程与磁场环境,简要概述了航天任务的尘埃探测结果,介绍了尘埃受力模型、单个尘埃颗粒的运动以及大量尘埃的分布特征、动力学现象及内在规律方面的最新研究结论。最后对太阳系尘埃动力学领域的未来发展趋势进行了展望。 

【文章来源】：宇航学报. 2020,41(07)北大核心EICSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

尘埃颗粒受到的太阳辐射压系数与

在溅射等方式产生尘埃颗粒以后,尘埃颗粒暴露于等离子体和紫外线辐射的空间环境中会发生充电而带有电荷[55]。尘埃的充电机理包括:电子和离子电流、二次电子电流[56]、光电子电流、移动颗粒的离子电流等[55]。其中电子和离子电流方式是尘埃颗粒受到电子和离子的轰击而带电。一些轰击尘埃颗粒的粒子带有足够高的能量从而使得尘埃材料被电离而产生二次电子,如果存在二次电子电流,则二次电子电流是正的尘埃颗粒充电电流。尘埃颗粒处在紫外线-光子的照射之下,这种照射足以产生光电子,特别是在极紫外波长情况下具有相当大的光电产量,光电子的逃逸使得尘埃颗粒中产生电流,称为光电子电流[57]。尘埃颗粒充电一定时间后,会达到电荷平衡状态[58],如果空间天气发生变化,则尘埃颗粒会发生电荷涨落现象[59]。带电的尘埃颗粒处在行星际磁场或行星磁场之中,这就使得尘埃颗粒的运动还受到电场和磁场的影响。不同的行星的磁场特性如磁矩、磁场强度量级、偶极子存在与否及倾斜程度等可能有较大差异[60],例如地球、木星、天王星表面磁场强度的近似平均值分别为5×10-5 T、4.2×10-4 T、2×10-5 T。通常可以通过球谐系数来计算尘埃颗粒在行星附近的磁场强度。图2给出了木星和天王星表面磁场强度的模,单位为高斯,计算所需的磁场球谐系数分别来源于Connerney等[61]与Holme和Bloxham[62]。

此后,Jones等[108]使用美国宇航局STEREO-A探测器于2009年观测的数据绘制的表面亮度图显示了金星轨道附近巨大但弥漫的尘埃环,环的最大密度超过黄道云约10%。Stenborg等[110]进一步发现水星的日心轨道附近也存在尘埃环,称作水星轨道环,认为水星的日心轨道环中的尘埃来源可能包括三个彗星2P/Encke、 73P/Schwassmann-Wachmann 3和169P/NEAT的彗尾。5.4 尘埃云与尘埃尾

【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑质量瘤的小天体平衡点位置与稳定性[J]. 姜宇.  清华大学学报(自然科学版). 2020(03)
[2]月痕寿命研究[J]. 陆林,李海阳,刘将辉.  载人航天. 2019(02)
[3]沸石分子筛对航天器分子污染物的吸附性能研究[J]. 李娜,院小雪,孟立飞,于钱,臧卫国.  宇航学报. 2016(04)
[4]“新技术验证一号”卫星在轨污染探测数据分析[J]. 院小雪,庞寿成,杨东升,于钱.  宇航学报. 2016(02)
[5]嫦娥三号“玉兔”巡视器热控制[J]. 向艳超,陈建新,张冰强.  宇航学报. 2015(10)



本文编号：3299008