Correlación entre la Densidad del Plasma de Reentrada y la Frecuencia de Señales Electromagnéticas Atenuadas Basadas en Mediciones de Laboratorio
Autores: Shin, Gi-Won; Kim, Jae-Hyeon; Lee, Sun-Hee; Bang, In-Young; Kim, Ji-Hwan; Park, Yeon-Soo; Kwon, Hee-Tae; Kim, Woo-Jae; Kwon, Gi-Ching
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Correlación entre la Densidad del Plasma de Reentrada y la Frecuencia de Señales Electromagnéticas Atenuadas Basadas en Mediciones de Laboratorio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Atmósfera
Vehículo de reentrada
Capa de plasma
Ondas electromagnéticas
Densidad de plasma
Atenuación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Al reingresar a la atmósfera de la Tierra desde el espacio, un vehículo de reentrada se envuelve en una capa de ionización. Esta capa se conoce como la envoltura de plasma de reentrada y es causada por el calentamiento aerodinámico. Debido a la oscilación de partículas cargadas en la envoltura de plasma de reentrada, las ondas electromagnéticas para la comunicación entre el vehículo y el suelo se atenúan. El análisis de la densidad del plasma y la atenuación de las ondas electromagnéticas en un entorno de plasma de reentrada requeriría experimentación en un entorno en el que un avión real reingrese a la atmósfera. Alternativamente, sería necesario un experimento en un túnel de viento de plasma a gran escala. Desafortunadamente, estos experimentos serían extremadamente costosos. Por lo tanto, en este estudio, se reprodujo el plasma de reentrada a escala de laboratorio utilizando el método de arco de vacío de ánodo refractario caliente (HRAVA). Además, la presión en la cámara de vacío se utilizó como variable para sondear las características del plasma de reentrada según la altitud. La densidad del plasma y la atenuación de las ondas electromagnéticas que se propagan a través del medio plasma se midieron utilizando interferometría y reflectometría de heterodino capaces de análisis de frecuencia en el rango de 10-35 GHz. Los resultados confirmaron que la densidad del plasma y la atenuación de las ondas electromagnéticas aumentaron a medida que aumentaba la presión en la cámara de vacío.
Descripción
Al reingresar a la atmósfera de la Tierra desde el espacio, un vehículo de reentrada se envuelve en una capa de ionización. Esta capa se conoce como la envoltura de plasma de reentrada y es causada por el calentamiento aerodinámico. Debido a la oscilación de partículas cargadas en la envoltura de plasma de reentrada, las ondas electromagnéticas para la comunicación entre el vehículo y el suelo se atenúan. El análisis de la densidad del plasma y la atenuación de las ondas electromagnéticas en un entorno de plasma de reentrada requeriría experimentación en un entorno en el que un avión real reingrese a la atmósfera. Alternativamente, sería necesario un experimento en un túnel de viento de plasma a gran escala. Desafortunadamente, estos experimentos serían extremadamente costosos. Por lo tanto, en este estudio, se reprodujo el plasma de reentrada a escala de laboratorio utilizando el método de arco de vacío de ánodo refractario caliente (HRAVA). Además, la presión en la cámara de vacío se utilizó como variable para sondear las características del plasma de reentrada según la altitud. La densidad del plasma y la atenuación de las ondas electromagnéticas que se propagan a través del medio plasma se midieron utilizando interferometría y reflectometría de heterodino capaces de análisis de frecuencia en el rango de 10-35 GHz. Los resultados confirmaron que la densidad del plasma y la atenuación de las ondas electromagnéticas aumentaron a medida que aumentaba la presión en la cámara de vacío.