Plazmový nástroj pro magnetické ozvučení - Plasma Instrument for Magnetic Sounding

Plazmový nástroj pro magnetické ozvučení
OperátorNASA
VýrobceJHU / APL
FunkcePlazmový senzor
Trvání misePlavba: 3-6 let
Vědecká fáze: ≥ 3 roky
Hostitelská kosmická loď
Kosmická loďEuropa Clipper
OperátorNASA
Datum spuštění≈ 2025 [1]
RaketaSLS
Spusťte webKennedyho vesmírné středisko

The Plazmový nástroj pro magnetické ozvučení (PIMS) je Faradayův pohár přístroj, který poletí na palubě Europa Clipper orbiter prozkoumat Jupiter měsíc Evropa. PIMS změří plazma který se naplní Jupiterova magnetosféra a Europa ionosféra.[2]

Hlavním řešitelem je Joseph Westlake z Johns Hopkins University Laboratoř aplikované fyziky (APL).

Přehled

Plazma dovnitř Jupiterova magnetosféra komunikuje s Atmosféra Evropy. Tato interakce vede k poruchám magnetického pole. I když je pochopení této interakce s plazmou neodmyslitelně zajímavé, je také zásadní pro úspěšné magnetické znějící podpovrchový oceán Evropy.[3] Interakce joviánského magnetického pole s podpovrchovým oceánem Evropy vytváří a magnetická indukce podpis, který se používá k určení tloušťky ledové skořápky, hloubky oceánu a slanosti oceánu Europy podpovrchový oceán. Oddělení zdrojů poruch magnetického pole vede k lepšímu pochopení vlastností oceánu.

Plazmový nástroj pro magnetické ozvučení během vývoje.

Plasma Instrument for Magnetic Sounding (PIMS) je a Faradayův pohár - nástroj, který bude měřit plazma Jupitera magnetosféra a Europa ionosféra.[4] Taková zařízení na kosmické lodi pocházejí z roku Explorer 10 v roce 1961 a byly používány Voyager 1 kosmická loď studovat Jupiterovu magnetosféru v roce 1979.[4]

Vědecké cíle

Tři vědecké cíle vyšetřování PIMS jsou: [4][5]

  • studovat, jak Evropa ovlivňuje svou magnetosféru, a Jupiterova magnetosféra.
  • studovat mechanismy zvětrávání a uvolňování materiálu z povrchu Evropy do atmosféry a ionosféra.
  • omezit slanost a hloubku vnitřního oceánu.

Zásada

V magnetickém sondování vytvářejí proudy indukované v Evropě měnící se jovianskou plazmou detekovatelné sekundární magnetické pole, které odráží vlastnosti podpovrchového oceánu Evropy, jako je hloubka a vodivost. PIMS se skládá ze tří Faradayovy šálky, každé s 90 ° zorným polem.[5] [6] Misky měří proud produkovaný na kovových kolektorových deskách nabitými částicemi s dostatečnou energií na jedno nabití (E / q), aby procházely modulovanou retardační mřížkou umístěnou při proměnném vysokém napětí.[5]

V joviánské magnetosférické plazmě PIMS měří hustotu a rychlost proudění iontů s energiemi nižšími než 7 keV a hustotu a energii elektronů s energiemi nižšími než 2 keV. V ionosféře Evropy (a v přechodných plazmech, jako jsou oblaky) měří PIMS hustotu a teplotu iontů a elektronů.[5] Vyšetřování PIMS může také pomoci při hledání aktivních oblaků a měřit jejich hromadné zatížení měřením magnetických poruch evropské ionosféry.[5]

Plazmové tori vytvořené uživatelem Io a Europa
Obrázek severní polární záře Jupiteru, ukazující hlavní polární ovál, polární emise a skvrny generované interakcí s přírodními satelity Jupitera

PIMS pracuje v synergii s Charakterizace interiéru Europa pomocí magnetometrie (ICEMAG) nástroj pro zkoumání podpovrchového oceánu Evropy.[3][5][6]

ParametrVýkon[5]
V magnetosférickém režimu• Elektronová energie: 10 eV - 2 keV
• Ionová energie: 20 eV - 6 keV
V ionosférickém režimu• Elektronová energie: 1 - 50 eV
• Ionová energie: 1 - 50 eV
Energetické rozlišení10% ΔE / E
Citlivost0,5 pA / cm2 – 1×105 pA / cm2
Zorné pole4 × 90 ° kužel
Časové rozlišení1 sekunda pro úplné rozmítání iontů a elektronů v ionosférickém režimu

4 sekundy pro úplné rozmítání iontů a elektronů v magnetosférickém režimu

5 sekund pro úplné rozmítání iontů a elektronů v přechodovém režimu

Viz také

Reference

  1. ^ Europa Clipper prošel klíčovou kontrolou. Jeff Foust, Vesmírné novinky. 22. srpna 2019.
  2. ^ "Vývoj prototypu faraday cupu Europa PIMS - publikace IEEE Conference". doi:10.1109 / AERO.2018.8396522. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  3. ^ A b Dva mise Johns Hopkins APL vybrané pro misi NASA prozkoumat Evropu. Geoffrey Brown, Laboratoř aplikované fyziky - Novinky. 27. května 2015.
  4. ^ A b C Plazmový nástroj pro magnetické ozvučení (PIMS) na misi Europa Clipper. Westlake, Joseph H .; McNutt, Ralph L .; Kasper, Justin C .; Case, Anthony W .; Gray, Matthew P .; Kim, Cindy K .; Battista, Corina C .; Rymer, Abigail; Paty, Carol S .; Jia, Xianzhe; Stevens, Michael L .; Khurana, Krishan; Kivelson, Margaret G .; Slavin, James A .; Korth, Haje H .; Smith, Howard T .; Krupp, Norbert; Roussos, Elias; Saur, Joachim. Americká astronomická společnost, Schůzka DPS č. 48, id.123.27; 2016.
  5. ^ A b C d E F G PIMS - plazmový nástroj pro magnetické ozvučení (PDF). Joseph Westlake. 24. srpna 2015.
  6. ^ A b Tribou, Richard (19. června 2015). „NASA půjde na Jupiter měsíc Evropa lovit vodu, klíče k životu“. Orlando Sentinel. Orlando, FL. Citováno 2017-11-12.