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Hybrid simulations of mini-magnetospheres in the laboratory

机译：实验室中微磁层的混合模拟

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Solar energetic ions are a known hazard to both spacecraft electronics and to manned space flights in interplanetary space missions that extend over a long period of time. A dipole-like magnetic field and a plasma source, forming a mini-magnetosphere, are being tested in the laboratory as means of protection against such hazards. We investigate, via particle-in-cell hybrid simulations, using kinetic ions and fluid electrons, the characteristics of the mini-magnetospheres. Our results, for parameters identical to the experimental conditions, reveal the formation of a mini-magnetosphere, whose features are scanned with respect to the plasma density, the plasma flow velocity and the intensity of the dipole field. Comparisons with a simplified theoretical model reveal a good qualitative agreement and excellent quantitative agreement for higher plasma dynamic pressures and lower B-fields.
机译：众所周知，高能离子对航天器电子设备和长时间进行的行星际太空飞行任务中的载人航天飞行都是有害的。作为防止此类危害的手段，实验室正在测试形成微型磁层的偶极子状磁场和等离子体源。我们通过使用动态离子和流体电子的质点混合模拟，研究了微磁层的特征。我们的结果，对于与实验条件相同的参数，揭示了一个微型磁层的形成，其特征是针对等离子体密度，等离子体流速和偶极子场的强度进行扫描的。与简化的理论模型进行比较发现，对于较高的等离子体动态压力和较低的B场，其具有良好的定性一致性和优异的定量一致性。

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