Перспективные направления развития экспериментальной физики плазмы требуют все более точных и сложных научных приборов. Более того, ситуация усложняется постоянным сокращением финансирования научных исследований, даже в развитых странах. Это обусловило необходимость разработки мини-, микро- и наноспутников с низкой стоимостью и коротким временем подготовки и, соответственно, создания нового поколения научных приборов с низкими массой и потребляемой мощностью, но высоким уровнем метрологических параметров.

Приводятся последние достижения в области разработки и создания датчиков электромагнитных параметров космической плазмы для микроспутников – магнитометров переменного и постоянного полей, измерителей напряженности электрического поля и плотности пространственного тока.

Для феррозондовых магнитометров (ФЗМ) снижение массы и потребляемой мощности было достигнуто не только путем использования новых электронных компонентов, но и разработкой новой методики измерения. Научные и технологические исследования позволили снизить внутренние помехи ФЗМ, и сейчас типичный уровень шумов наших ФЗМ составляет около 10 пТ на частоте 1 Гц, а рекордная величина – ниже 1 пТ.

В результате длительных исследований был создан оригинальный сверхлегкий вариант индукционных магнитометров (ИМ). Эти новые ИМ могут иметь частотный диапазон около шести декад с верхней границей ~1 МГц, уровень шумов – несколько фемтотесла и массу около 75 г, включая электронику.

В Львовском центре Института космических исследований создана также облегченная модель электрического зонда для измерения напряженности электрического поля. Зонд выполнен в двух вариантах – с постоянной компонентой (с возможностью измерения напряженности квазистационарного электрического поля) и без постоянной компоненты. Последний вариант имеет сетчатую структуру с высоким коэффициентом прозрачности.

Разработан также новый прибор – волновой зонд, объединяющий три датчика в одном корпусе: щелевой зонд Ленгмюра, ИМ и измеритель электрического потенциала. Его эффективность подтверждена как теоретическими исследованиями, так и результатами модельных экспериментов в плазменной камере, которые изложены в докладе.

Данные исследования частично финансированы в рамках Госконтракта НКАУ 1 02/03.