Faraday cup as the solar wind detector

Abstract

The properties of solar wind have to be measured in situ using instruments like Fara- day cups. To verify that they meet their design requirements, they ideally have to be tested in an environment similar to what they will encounter in space. For this purpose, a new solar wind simulator has been developed. It features a large cross-section particle source, a bright UV lamp and a 2.5-axis positioner inside an ultra-high vacuum (UHV) system designed specifically for this purpose. Particular care was taken with the design of the ion source to produce a well collimated beam that covers the whole aperture of the cup. Simulations and initial tests show promising results, which will likely improve as the new setup is finalised. During the development of the simulator, two Faraday cup instru- ments were already tested for angular response and velocity distribution measurement, and their performance was analysed.

Vlastnosti slunečního větru je možné měřit pouze in situ pomocí přístrojů jako jsou Faradayovy válce. Aby bylo možené ověřit, že splňují kladené požadavky, je vhodné je otestovat v prostředí podobném tomu, jaké je ve vesmíru. Za tímto účelem byl vyvinut nový simulátor slunečního větru. Je vybaven širokosvazkovým částicovým dělem, UV lam- pou a 2.5-osým polohovacím systémem uvnitř vysokovakuového systému (UHV), který byl navržen speciálně pro tento účel. Zvláštní pozornost byla věnována konstrukci iontového zdroje, aby produkoval kolimovaný svazek, který pokryje celou vstupní aperturu přístroje. Simulace a prvotní testy vykazují slibné výsledky, které se pravděpodobně zlepší, až bude celý systém dokončen. Již během vývoje simulátoru byly změřeny a analyzovány úhlové závislosti a distribuční funkce dvou Faradayových válců.