一种地球磁层极尖区磁场结构的地面模拟装置及方法制造方法及图纸

一种地球磁层极尖区磁场结构的地面模拟装置及方法，属于空间环境的地面模拟方法。所述装置包括真空室以及真空室内设置的一组模拟行星际磁场的组件、一个模拟地球偶极磁场的线圈和模拟地球磁层极尖区磁场的上磁控线圈组和下磁控线圈组，模拟地球磁层等离子体的等离子体源、模拟太阳风等离子体的等离子体源。本发明专利技术通过采用直线型或平板型的上下磁控线圈组模拟地球磁层极尖区的磁场结构，解决了现有磁层顶非对称磁重联模拟装置无法模拟磁层极尖区和等离子体沿着磁力线向极尖区运动的问题，使得对地球磁层大尺度三维结构的地面模拟更加接近真实情况。拟更加接近真实情况。拟更加接近真实情况。

【技术实现步骤摘要】
一种地球磁层极尖区磁场结构的地面模拟装置及方法


[0001]本专利技术属于空间环境的地面模拟方法，具体涉及一种地球磁层极尖区磁场结构的地面模拟装置及方法。

技术介绍

[0002]在地球的周围，地球内禀磁场在太阳风和行星际磁场的作用下形成了一个封闭区域，该区域被称为地球磁层，它是一个磁场与等离子体强耦合的体系。地球磁层是地球的屏障，保护着地球生命免受高能带电粒子和宇宙射线的损伤，同时地球磁层也是人类走向深空的窗口，99％的航天器运行在地球磁层。在太阳风的作用下，磁层中发生着许多空间等离子体的基本物理过程，使得磁层处于高度动态变化的状态，并且产生许多爆发性现象，威胁着航天器的安全。因此，研究地球磁层一方面可以促进对空间等离子体基本物理过程的理解，另一方面可以提高对空间天气的预测能力，保障航天器的安全运行。
[0003]主导磁层演化的关键物理过程之一是磁层顶重联，即当高速运动的太阳风冲击地球磁层时，在太阳风和磁层之间将形成一个边界层，在该边界层内磁力线断开并重新连接。伴随着磁场拓扑结构的改变，磁场的能量转化为等离子体的动能和内能。在磁层顶重联本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地球磁层极尖区磁场结构的地面模拟装置，其特征在于：所述装置包括真空室(1)以及真空室(1)内设置的一组模拟行星际磁场的组件(2)、一个模拟地球偶极磁场的线圈(4)和模拟地球磁层极尖区磁场的上磁控线圈组(5)和下磁控线圈组(6)，模拟地球磁层等离子体的等离子体源、模拟太阳风等离子体的等离子体源；所述模拟行星际磁场的组件(2)的轴线和模拟地球偶极磁场的线圈(4)的轴线共面，并且模拟行星际磁场的组件(2)的轴线垂直于真空室(1)的中平面，同时模拟行星际磁场的组件(2)关于该平面对称；在模拟地球偶极磁场的线圈(4)未旋转时，模拟地球偶极磁场的线圈(4)的轴线和模拟行星际磁场的组件(2)的轴线平行，并且模拟地球偶极磁场的线圈(4)关于真空室(1)的中平面对称；模拟地球磁层极尖区磁场的上磁控线圈组(5)和下磁控线圈组(6)位于模拟行星际磁场的组件(2)和模拟地球偶极磁场的线圈(4)之间，并关于真空室(1)的中平面对称分布；所述上磁控线圈组(5)和下磁控线圈组(6)的结构相同，呈平板型或直线型，垂直于模拟行星际磁场的组件(2)和模拟地球偶极磁场的线圈(4)的轴线所在的平面，并关于该平面对称。2.根据权利要求1所述的一种地球磁层极尖区磁场结构的地面模拟装置，其特征在于：所述真空室(1)的极限气压小于10
‑4Pa，工作气压在10
‑2Pa～1Pa之间可调，等离子体的放电气体为氢气、氦气或氩气，真空室(1)呈圆柱形，真空室(1)的直径大于5m。3.根据权利要求1所述的一种地球磁层极尖区磁场结构的地面模拟装置，其特征在于：所述模拟行星际磁场的组件(2)的轴线与模拟地球偶极磁场的线圈(4)的中心之间的距离为2.5m～3m，上磁控线圈组(5)和下磁控线圈组(6)的几何中心与模拟行星际磁场的组件(2)的轴线之间的距离为1.7...

【专利技术属性】
技术研发人员：鄂鹏，凌文斌，金成刚，关键，朱光亮，李立毅，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：