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Detector de protones de energía media a bordo del satélite FY-4B

Autores: Zhang, Huanxin; Zhang, Shenyi; Shen, Guohong; Zhang, Xin; Zong, Weiguo; Guo, Jianguang; Chen, Anqin; Zhang, Liguo; Zhang, Ruyi

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Detector de protones de energía media a bordo del satélite FY-4B


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Introducción
Detector de protones de energía media
MEPD
Satélite chino Fengyun-4B
Entorno de radiación
Condiciones de iluminación solar
Sensores
Exposición a la luz solar
Película de níquel
Software Geant4
Transporte de partículas
Seguridad de la nave espacial
Clima espacial.

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 14

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este trabajo presenta el diseño del instrumento del detector de protones de energía media (MEPD, rango de detección: 30 keV-5 MeV) montado en el satélite chino Fengyun-4B (FY-4B). En comparación con un detector similar en el satélite Fengyun-3E (FY-3E), este instrumento ha sufrido cambios significativos debido al diferente entorno de radiación orbital y las condiciones de iluminación solar. Basado en el cálculo del modelo de radiación AP8, el factor geométrico se reduce a 0.002 cmsr, mientras que el del MEPD en el satélite FY-3E es de 0.005 cmsr. Otra diferencia es que los sensores en algunas direcciones están expuestos a la luz solar directa durante 80 minutos cada día en esta órbita, dependiendo del ángulo de actitud del satélite, lo cual es mucho peor que en el satélite FY-3E. Según los resultados de cálculo de la transmitancia de fotones a través de diferentes materiales, se añade una película de níquel de 100 nm de grosor frente a los sensores para eliminar completamente la contaminación lumínica. La prueba utilizando un simulador solar muestra que la medida es efectiva y el detector no tiene conteo de errores cuando el coeficiente de irradiancia solar es 1.0. Además, se aplica el software Geant4 para simular el proceso de transporte de partículas bajo condiciones de máquina completas para verificar la contaminación de electrones en los sensores en todas las direcciones después de la deflexión magnética. Los datos obtenidos en órbita muestran que el instrumento funciona correctamente y los datos están en buena concordancia con el modelo AP8. Las observaciones del MEPD a bordo del satélite FY-4B pueden proporcionar un apoyo importante para la seguridad de las naves espaciales y la investigación teórica relacionada con el clima espacial.

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