Microwave emission due to hypervelocity impacts and its correlation with mechanical destruction

Abstract

A model for debris clouds produced by impact of hypervelocity projectiles on multiplate structures Appl. Phys. Lett. 93, 211905 (2008); 10.1063/1.3029747 Study on microwave emission mechanisms on the basis of hypervelocity impact experiments on various target platesA shock physics based model of the oblique impact of a thin plate by a spherical projectile AIP Conf.

Waveform Analysis of Microwave Pulses Emitted in Association with Hypervelocity Impacts

“…They have a potential to give serious damage to spacecrafts. In relation to space debris, microwave emissions accompanying hypervelocity impacts were confirmed by experiments using an accelerator in the ground [1]. However, the mechanism of microwave emissions is not clear yet.…”

Novel Diagnostics for Dust in Space, Laboratory and Fusion Plasmas

“…The overall picture is complicated by the production of fast solid ejecta, which can produce secondary ionization in the target and in the solid structures surrounding it . It is worth to note that microwave emission, probably due to structural changes in the target, was also observed after hypervelocity impacts [10].…”

Microwave emission phenomena due to material destruction and its applications to geophysical exploration

“…高野 忠 ＊，＊４ ・牧謙一郎 ＊＊ ・相馬央令子 ＊３ ・千葉茂生 ＊４ ・前田崇 ＊４ ・藤原顕 ＊ ・吉田真吾 ＊５ Thiel, 1995) や プ ラ ズ マ 説 (Martelli and Cerroni, 1985) ， 圧電効果説 (Yoshida et al, 1997)があるものの， 未だ定かではない。 本論文で扱うもうひとつの破壊現象は，静的圧力によ る岩石破壊である。この分野の研究は，地質学や地球物 理 学 ， 地 震 学 の 研 究 者 に よ り 進 め ら れ て き た (Fraser-Smith et al, 1990)。破壊のための実験設備とし ては，圧縮機を用いる。その中で電気信号の発生に関し て，数 100kHz の放射検出 (Bianchi et al, 1984)，パル ス的な電気雑音の検出(O'Keefe and Thiel, 1996) (Nitsan, 1977;Ogawa et al, 1985) や 水 分 含 有 量 と の 関 係 (Yoshida and Ogawa, 2004) が報告されている。周波数 的には， 30GHz までの高い周波数の発生が示唆されてい るが，確認するには至っていない (Geng et al, 1999)。電 気信号発生の原因として，圧電現象 (Nitsan, 1977)接触 電位差 (Ogawa et al, 1985)，微小亀烈 (O'Keefe and Thiel, 1995)，エキソ電子等による電荷蓄積 (Cress and Rowell, 1987;Freund, 2000)が提案されている。 超高速衝突と静的圧力により物質が破壊する現象は， 一見全く異なっており，研究者の分野や使用設備も著し く異なっている。本論文の著者の一部は，まず衝突破壊 に伴って， 22GHz までのマイクロ波が発生することを発 見した (Takano et al, 2002;Maki et al, 2004;)。その後，このマイクロ波がプラズマにより発 生するものかを明らかにするため，プラズマが発生しな いよう静的圧力による破壊の実験を行った。その結果殆 ど同じ形のマイクロ波パルスを検出することに成功した (牧謙一郎ほか, 2003;Maki et al, 2006)。本論文では， まず両方の破壊実験に用いる設備について説明し，次に 得られた結果について述べる。 その方法は種々の物理探査の手段として用いること が考えられる。まず衝突破壊に伴う物質研究の手段とし ては，従来機械的破壊の観測 (Thoma et al, 2005;, Kadono et al, 2005)を初め，光学分光観測 (Sugita and Schultz, 1998) μsec after the impact, and last longer than 40μsec. Bianchi, R., Capaccioni, F., Cerroni, P., Coradini, M., Fla,omo, E., Hurrn, P., Martelli, G. and Smith, P.N.…”