Small particles in Pluto's environment: Effects of the solar radiation pressure

Impacts of micrometeoroids on the surfaces of the plutonian small satellites Nix and Hydra can generate dust particles. Even in this region so far from the Sun these tiny ejected particles are under the effects of the solar radiation pressure. In this work, we investigate the orbital evolution of the escaping ejecta from both the small satellites under the effects of the radiation pressure combined with the gravitational effects of Pluto, Charon, Nix and Hydra. The mass production rate of micron-sized dust particles generated by micrometeoroids hitting the satellites is obtained, and numerical simulations are performed to derive the lifetime of the ejecta. These pieces of information allow us to estimate the optical depth of a putative ring, which extends from the orbits of Nix to Hydra. The ejected particles, between the orbits of Nix and Hydra, form a wide ring of about 16 000 km. Collisions with the massive bodies and escape from the system are mainly determined by the effects of the solar radiation pressure. This is an important loss mechanism, removing 30 per cent of the initial set of 1 μm-sized particles in 1 yr. The surviving particles form a ring too faint to be detectable with the derived maximum optical depth of 4 × 10-11. © 2013 The Authors Published by Oxford University Press on behalf of the Royal Astronomical Society.

Kinetic parameters for thermal decomposition of hydrazine

The propulsion of most of the operating satellites comprises monopropellant (hydrazine - N2H4) or bipropellant (monometilydrazine - MMH and nitrogen tetroxide) chemical systems. When some sample of the propellant tested fails, the entire sample lot shall be rejected, and this action has turned into a health problem due to the high toxicity of N2H 4. Thus, it is interesting to know hydrazine thermal behavior in several storage conditions. The kinetic parameters for thermal decomposition of hydrazine in oxygen and nitrogen atmospheres were determined by Capela-Ribeiro nonlinear isoconversional method. From TG data at heating rates of 5, 10, and 20 C min-1, kinetic parameters could be determined in nitrogen (E = 47.3 ± 3.1 kJ mol-1, lnA = 14.2 ± 0.9 and T b = 69 C) and oxygen (E = 64.9 ± 8.6 kJ mol-1, lnA = 20.7 ± 3.1 and T b = 75 C) atmospheres. It was not possible to identify a specific kinetic model for hydrazine thermal decomposition due to high heterogeneity in reaction; however, experimental f(α)g(α) master-plot curves were closed to F 1/3 model. © 2013 Akadémiai Kiadó, Budapest, Hungary.

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