Экзаменационные вопросы, 3 модуль

БИЛЕТЫ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ
по курсу «Физические процессы взаимодействия космического аппарата
с окружающей плазмой»
учебный год 2014/2015, 3 модуль, группа ПФ-11
Экзамен состоится 28.03.2015 (суббота) в 10-30 по адресу М. Пионерская, 12
аудитория 267
Билет 1
1. Основные составляющие космического излучения, их локализация, состав,
энергия.
2. Фундаментальные понятия физики плазмы, степень ионизации, экранирование
поля электрического заряда в плазме, дебаевский радиус, условия идеальности
плазмы.
3. Химическое распыление материалов атомарным кислородом, описание
механизма, отличия от физического распыления, объемный и массовый
коэффициенты эрозии.
Билет 2
1. Энергетические шкалы электромагнитных и корпускулярных космических
излучений, физические механизмы воздействия излучений на материалы и
элементы оборудования космических аппаратов.
2. Основы теории плазменного зонда, плазменные токи, вольт-амперная
характеристика зонда, плавающий потенциал.
3. Специфика химического распыления полимеров, методы защиты полимеров
от химического распыления.
Билет 3
1. Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом, ионизационные и
радиационные потери энергии, упругие взаимодействия, ядерные реакции.
Тормозная способность вещества, доза, мощность дозы.
2. Электризация космических аппаратов, общее и дифференциальное заряжение,
отличия процессов электризации на низких и высоких околоземных орбитах.
3. Полимерные микро- и нанокомпозиты, особенности их химического
распыления, роль вида частиц наполнителя и степени диспергирования их в
полимерной матрице в обеспечении стойкости композитов к химическому
распылению.
2
Билет 4
1. Эффекты, вызываемые отдельными заряженными частицами, единичные сбои в
элементах микроэлектроники.
2. Возникновение электростатических разрядов, физические механизмы их влияние
на работу бортового электронного оборудования.
3. Свечение поверхности космических аппаратов при взаимодействии с
окружающей плазмой.
Билет 5
1. Плазма в космическом пространстве: происхождение, состав, энергия частиц,
локализация.
2. Уравнение полного тока на элементе поверхности космического аппарата,
первичные и вторичные токи, условие баланса токов, вычисление
равновесного потенциала.
3. Общая методология исследования воздействия космических излучений на
материалы и элементы оборудования, сочетание расчетно-теоретических и
экспериментальных методов, роль комплексных космических экспериментов.
Билет 6
1. Солнечный ветер, происхождение, состав, энергия частиц, поток, вариации
параметров.
2. Вторично-эмиссионные процессы, вторичная электронная эмиссия, ее
составляющие, ионно-электронная эмиссия, зависимость коэффициентов
вторичной эмиссии от энергии первичных частиц, энергетические спектры
вторичных электронов.
3. Методы создания и диагностики высокоскоростных плазменных потоков в
лабораторных установках, основные типы плазменных ускорителей.
Билет 7
1. Формирование магнитосферы Земли, роль солнечного ветра, основные области
магнитосферы.
2. Фотоэлектронная эмиссия, квантовый выход, плотность тока фотоэлектронов,
сопоставление с характерными величинами плазменных токов.
3. Методы и технические средства исследования изменений свойств материалов
под действием космической плазмы.
3
Билет 8
1. Холодная ионосферная плазма, температура, энергия частиц, концентрация
частиц, высотный профиль концентрации, закономерности его
формирования.
2. Пороговый эффект и эффект неоднозначности равновесного потенциала
при заряжении космических аппаратов в плазме, роль вторичноэмиссионных процессов в возникновении эффектов.
3. Численные методы моделирования модификации и разрушения материалов
плазменными потоками, возможности программных комплексов GEANT 3
и GEANT 4.
Билет 9
1. Атомарный кислород в составе ионосферной плазмы, концентрация,
вариации, отличие высотного распределения нейтралов от
распределения ионов.
2. Компьютерное моделирование процессов электризации реальных
космических аппаратов сложной конфигурации с неоднородной
поверхностью, основные принципы, программные средства.
3. Перспективы применения нанотехнологий и наноматериалов в
космической технике.
Билет 10
1. Горячая плазма в магнитосфере Земли, происхождение, состав,
энергия и концентрация частиц, локализация, авроральная радиация.
2. Физическое распыление материалов ионами космической плазмы,
коэффициент распыления, закономерности его изменения,
энергетический порог начала процесса.
3. Специфика воздействия плазменных потоков на гетерогенные
микро- и наноструктуры.
4
Учебные пособия для подготовки к экзамену
1. Л.С. Новиков. Взаимодействие космических аппаратов с окружающей плазмой.
Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Университетская книга, 2006, – 120 с.
2. Л.С. Новиков, В.Н. Черник. Применение плазменных ускорителей в космическом
материаловедении. Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Университетская
книга, 2008, – 90 с.
3. Л.С. Новиков. Основы экологии околоземного космического пространства.
Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Университетская книга, 2007, – 84 с.
Электронные версии учебных пособий доступны по адресу:
http://lib.sinp.msu.ru/collections.cgi?type=tutorial
Составил профессор
Л.С. Новиков