基于传感器压电效应的宇宙尘就位撞击探测技术研究

The research of cosmic dust has important significance on the resource and evolution of the solar system and the universe. It also has important implications for human spaceflight activities. Cosmic dust detection has become an international hotspot, but our country is still in the field blank. This project based on in-depth research of abroad cosmic dust detection, by selecting the PVDF film as a sensor, complete the sensor design, precision electronics design, calibration methods research, and complete a system design of cosmic dust detector. The detector has the function of detecting cosmic dust mass, flux and distribution and this will provide services to in-orbit cosmic dust detection in future.

宇宙尘对研究太阳系形成和演化及进一步研究宇宙形成都有重要意义，对人类航天活动也有重要影响。宇宙尘探测已成为国际热点，我国在该领域至今仍是空白。本项目在国内外深入调研基础上，利用传感器压电效应，进行宇宙尘就位撞击探测技术研究。在进行探测对象物理特性研究、试验技术研究、信号处理技术研究等关键技术攻关的基础上，完成具备探测宇宙尘的质量、通量及时空分布功能的探测方案设计，为我国自主进行宇宙尘探测做技术储备。

宇宙尘探测已成为深空探测领域研究热点，本项目调研了国外已经入轨的多颗深空探测器，对探测目标、探测器功能性能、探测器设计、获取的探测成果进行了比较研究，对压电薄膜传感器的特性开展研究，分析了传感器超高速撞击的压电效应和热电效应。完成了真实粒子撞击和模拟信号输入两种手段结合的传感器特性验证，利用空间中心的等离子驱动超高速撞击装置，开展了传感器超高速撞击试验。解决了信号处理关键技术，完成了探测电路设计，最终完成了具备探测宇宙尘质量及通量功能的探测方案详细设计，研制了一台试验样机，并进行了传感器结构、力学、热设计等工程适用性研究，为我国自主进行宇宙尘探测做技术储备。