Simulación y análisis de la influencia de la desgasificación de cohetes sondeos en la detección atmosférica in situ
Autores: Zhang, Zhiliang; Sun, Yueqiang; Li, Yongping; Ai, Jiangzhao; Zheng, Xiaoliang; Wang, Wei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Simulación y análisis de la influencia de la desgasificación de cohetes sondeos en la detección atmosférica in situ
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Misión de cohete
Espectrómetro de masas
Detección atmosférica in situ
Desgasificación de materiales de superficie
Chorro de control de actitud
Optimización de simulaciones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
La misión del cohete sondeo del Proyecto Meridian utiliza un espectrómetro de masas para realizar detección atmosférica in situ. Con el fin de evaluar la influencia de la desgasificación del material de la superficie y del chorro de control de actitud en la detección del espectrómetro, se modeló y simuló una plataforma de cohete sondeo. Utilizando el software de simulación de campo físico COMSOL y el método de Monte Carlo, este estudio investigó si las moléculas de gas de los dos casos podrían entrar en el puerto de muestreo del sensor del espectrómetro de masas atmosférico in situ después de colisionar con la atmósfera de fondo. Los resultados de la simulación muestran que la influencia de la desgasificación del material de la superficie en la detección atmosférica in situ es muy pequeña, incluso bajo condiciones de actividad solar media y actividad geomagnética media, mientras que la influencia del chorro de control de actitud en la detección atmosférica in situ es grande, pero puede reducirse disminuyendo la operación de control de actitud a baja altitud y disminuyendo la probabilidad de transmisión. A través de la optimización de la simulación y de acuerdo con las necesidades de ingeniería, aumentar el área de la sección transversal de la salida de la boquilla, aumentar la temperatura del gas utilizado para el control de actitud, aumentar el ángulo de rotación de la boquilla, aumentar el ángulo de salida de la boquilla o aumentar la altura del centro de la boquilla puede reducir la probabilidad de transmisión. Este modelo puede simular y analizar la influencia tanto de la desgasificación del material de la superficie como de los chorros de control de actitud en la detección atmosférica in situ, optimizar parámetros relevantes y proporcionar nuevas ideas para trabajos relacionados.
Descripción
La misión del cohete sondeo del Proyecto Meridian utiliza un espectrómetro de masas para realizar detección atmosférica in situ. Con el fin de evaluar la influencia de la desgasificación del material de la superficie y del chorro de control de actitud en la detección del espectrómetro, se modeló y simuló una plataforma de cohete sondeo. Utilizando el software de simulación de campo físico COMSOL y el método de Monte Carlo, este estudio investigó si las moléculas de gas de los dos casos podrían entrar en el puerto de muestreo del sensor del espectrómetro de masas atmosférico in situ después de colisionar con la atmósfera de fondo. Los resultados de la simulación muestran que la influencia de la desgasificación del material de la superficie en la detección atmosférica in situ es muy pequeña, incluso bajo condiciones de actividad solar media y actividad geomagnética media, mientras que la influencia del chorro de control de actitud en la detección atmosférica in situ es grande, pero puede reducirse disminuyendo la operación de control de actitud a baja altitud y disminuyendo la probabilidad de transmisión. A través de la optimización de la simulación y de acuerdo con las necesidades de ingeniería, aumentar el área de la sección transversal de la salida de la boquilla, aumentar la temperatura del gas utilizado para el control de actitud, aumentar el ángulo de rotación de la boquilla, aumentar el ángulo de salida de la boquilla o aumentar la altura del centro de la boquilla puede reducir la probabilidad de transmisión. Este modelo puede simular y analizar la influencia tanto de la desgasificación del material de la superficie como de los chorros de control de actitud en la detección atmosférica in situ, optimizar parámetros relevantes y proporcionar nuevas ideas para trabajos relacionados.