КОСМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ «КУЛОНОВСКИЙ КРИСТАЛЛ» НА МКС

© А.И.Борисенко, А.Ю.Калери, А.В.Марков, С.ФСавин, И.В.Чурило, С.А.Волков, А.Н.Шкаплеров, Г.И.Падалка, М.М.Васильев, М.И.Мясников, О.Ф.Петров, В.Е.Фортов, Г.А.Емельянов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2012 г.

Большой теоретический и практический интерес представляет изучение устойчивых классических кулоновских систем  ансамблей частиц, несущих заряд одного знака и испытывающих взаимное кулоновское отталкивание.

Целью данной работы является экспериментальное изучение динамики формирования пространственно-упорядоченных структур из большого числа заряженных диамагнитных макрочастиц в неоднородном магнитном поле в условиях микрогравитации на Российском сегменте Международной космической станции (МКС) в рамках уникального космического эксперимента «Кулоновский кристалл» (2010-2012 гг.).

Эксперименты проводились с частицами графита размером 100, 200, 300 и 400 мкм в атмосфере аргона при давлении, близком к атмосферному, в неоднородном магнитном поле (максимальная магнитная индукция Вmax = 0,12 Тл, максимальный градиент ∂Вmax/∂z ≈ 4 Тл/м). Частицы графита помещались в прозрачные стеклянные ампулы (диаметр Ø=50 мм, высота H=40 мм). В результате проведения космического эксперимента «Кулоновский кристалл» с использованием специально разработанной аппаратуры впервые были получены устойчивые пространственно-упорядоченные структуры, состоящие из заряженных, сильно взаимодействующих частиц графита. Проведены оценки заряда частиц и определены характерные времена осцилляции пылевого облака.