单星航天器用于估计冲击参数的技术：一种系统性方法
摘要：太空航天器任务提供了研究无碰撞冲击波特性的独特机会，利用原位测量数据。在过去的几年中，已经开发出几种诊断方法，利用由单个航天器穿越冲击波前收集的磁场（和等离子体）时间序列数据来解决关键的冲击参数。这些诊断方法的一个关键方面是评估上下游量时所涉及的平均处理过程。在这项工作中，我们讨论了几种这样的技术，特别关注冲击斜率（定义为上游磁场与冲击法向量之间的角度）估计。我们引入了上下游平均窗口的系统变化，得到一组冲击参数的集合，这是一个用于评估其估计的健壮性的有用工具。首先，我们使用符合冲击波Rankine-Hugoniot跳跃条件的合成冲击波进行了测试，包括噪声和干扰的存在。然后，我们使用自洽的混合动力学冲击波模拟将这些诊断方法应用于虚拟航天器在冲击波演化的各个阶段穿越冲击波前，突出了冲击引起的参数估计中的波动的作用。这种方法在保留无碰撞冲击波的一些重要性质的同时，能够设置已知的名义冲击参数。最后，介绍了太阳轨道飞行器对国际太阳系风暴的两项最新观测，并且还对磁层多尺度航天器（MMS）任务测量的国际太阳系风暴进行了测试。为诊断开发和使用的所有Python软件（SerPyShock）都可以供公众使用，包括最近由太阳轨道飞行器实地观察到的冲击波参数估计的示例。
作者：Domenico Trotta, Laura Vuorinen, Heli Hietala, Timothy Horbury, Nina Dresing, Jan Gieseler, Athanasios Kouloumvakos, Daniel James Price, Francesco Valentini, Emilia Kilpua and Rami Vainio
论文ID：2210.10328
分类：Space Physics
分类简称：physics.space-ph
提交时间：2022-10-20