Vědecké vyšetřování energetického částicového spektrometru Pluto - Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation - Wikipedia

Umístění PEPSSI mezi sedmi nástroji na Nové obzory je ukázáno na

Vědecké vyšetřování energetického částicového spektrometru Pluto (PEPSSI), je nástrojem na Nové obzory vesmírná sonda do Pluto a dále je určen k měření iontů a elektronů.[1] Konkrétně se zaměřuje na měření iontů unikajících z atmosféra Pluta v průběhu roku 2015 letět s.[2] Je to jeden ze sedmi hlavních vědeckých nástrojů na palubě kosmické lodi.[2] Kosmická loď byla vypuštěna v roce 2006, letěl Jupiter následující rok, a šel na průletu Pluto v roce 2015, kdy PEPSI byl schopen zaznamenat a přenášet zpět na Zemi své plánované sběry dat.[3][4]

PEPSSI je navržen tak, aby pomohl porozumět rychlosti ztráty atmosféry z atmosféry Pluta do vesmíru, což je myšlenkový zážitek kometa - ztráta atmosféry do vesmíru.[5][1] Tyto ionty splývají s okolím solární bouře který prošel kolem Pluta.[4] Během průletu PEPSSI každý den odesílala data zpět na Zemi.[6] Během cesty do Pluta byl PEPSSI také používán k zaznamenávání údajů o meziplanetární médium.[7] Údaje o Jupiteru a jeho magnetotailu byly také shromážděny společností PEPSSI během průletu této planety v roce 2007.[8] Za Plutem a do Kuiperova pásu lze pomocí PEPSSI studovat, jak sluneční vítr interaguje s mezihvězdným větrem, čímž se zvyšuje hromada dat z Voyageru, který také opouštěl sluneční soustavu podobným směrem jako trajektorie New Horizons.[9]

Jedním z očekávání, které PEPSSI nepotvrdilo, bylo, že sluneční světlo vytvoří z atmosféry kolem Pluta velkou bublinu ionizovaných plynů.[10] PEPSSI zjistil, že rychlost ztráty atmosféry byla pouze 0,01 procenta toho, co se očekávalo, a oblast interakce se slunečním větrem byla mnohem menší, než se očekávalo.[10]

Design

PEPSSI je jedním ze sedmi hlavních nástrojů Nové obzory, a spolu s SWAP je určen k detekci iontů.[11] Iony přicházejí dovnitř a procházejí dvěma fóliemi, které když projdou těmito fóliemi, jsou načasovány, pak zasáhnou detektor v pevné fázi.[11] Doba letu mezi dvěma fóliemi pomáhá určit hmotnost částic a detektor měří energii, a z toho lze určit složení částice v určitých parametrech.[11] Přístroj je navržen tak, aby „ochutnal“ atmosféru Pluta, a design je orientován na nízkou hmotnost, nízkou spotřebu a pochopení podstaty ztráty atmosféry z Pluta.[11]

PEPPSI je kompaktní zařízení pro měření iontů s nízkou spotřebou energie a je to doba letu typu přístroje[5] Konstrukce detekuje ionty od přibližně 10 keV do 1 MeV ve ventilátoru ve tvaru 160 stupňů v oblouku 12 stupňů.[1] Zařízení má hmotnost 1,5 kg (3,31 lb) a může spotřebovat asi 2,5 wattu elektrické energie.[1] Ionizované částice procházejí dvěma mikrokanálové desky, s časem zaznamenaným pro čas mezi těmito detekcemi.[12] Po průchodu touto částí je detektor křemíku v pevné fázi.[12] Konstrukce se vyhnula použití magnetů po dobu letu, což zvýšilo hmotnost a / nebo úspory energie pro přístroj.[13]

Zorné pole 160 x 12 stupňů je pokryto šesti detektory, z nichž každý má zorné pole 25 x 12 stupňů.[12] Zaznamenáním, ke kterému detektoru částice dorazila, lze zaznamenat její celkový směr vstupu.[12]

Aby zařízení splňovalo požadavky na nízkou spotřebu energie a hmotnost, využilo zařízení aplikačně specifické integrované obvody (ASIC).[7]

PEPSSI je založen na nástroji, který byl na palubě programu Discovery POSEL (orbiter planety Merkur, zahájen v roce 2004 / konec roku 2015) nazvaný Energetic Particle Spectrometer.[12] PEPSSI doplňuje zaměření SWAP, který je zaměřen na ionty s nižší energií.[12] Zatímco PEPSSI měří ionty s energiemi od přibližně 10 keV do 1000 keV, SWAP měří ionty od 25 do 7,5 keV.[12]

PEPSSI má vylepšený design, který snižuje hmotnost a spotřebu energie, což souvisí s detekcí elektronů, s tradicí v 80. a 90. letech.[9] Nástroj na MESSENGER byl založen na nástroji pro dané období návrhy na průletovou misi Pluta.[9] Návrh může vysledovat zpět k nějakému dědictví nástrojů v 80. letech pro detekci iontů.[14]

Specifikace

Brejle:[1][15]

  • Hmotnost: 1,5 kilogramu (3,31 liber); 1475 gramů[15]
  • Spotřeba energie: ∼2,5 W
  • Zorné pole: 160 ° × 12 °
  • Rozsah detekce iontové energie: 20 keV na 1 MeV[16]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d E McNutt, Ralph L .; Livi, Stefano A .; Gurnee, Reid S .; Hill, Matthew E .; Cooper, Kim A .; Andrews, G. Bruce; Keath, Edwin P .; Krimigis, Stamatios M .; Mitchell, Donald G. (říjen 2008). „Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation (PEPSSI) na misi New Horizons“. Recenze vesmírných věd. 140 (1–4): 315–385. arXiv:0709.4428. doi:10.1007 / s11214-008-9436-r. ISSN  0038-6308. S2CID  121584795.
  2. ^ A b Talbert, Tricia (2015-03-25). "Kosmická loď a nástroje". NASA. Citováno 2018-10-20.
  3. ^ [1]
  4. ^ A b Gipson, Lillian (01.07.2015). „Nové snímky Horizonty odhalují dvě odlišné tváře Pluta“. NASA. Citováno 2018-10-20.
  5. ^ A b L., McNutt, Ralph; E., Hill, Matthew; M., Lisse, Carey; Peter, Kollmann; Fran, Bagenal; M., Krimigis, Stamatios; J., McComas, David; A., Elliott, Heather; J., Wolk, Scott (listopad 2015). „Útěk z atmosféry Pluta: Měření in situ z přístroje Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation (PEPSSI) na přístroji New Horizons a dálková pozorování z rentgenové observatoře Chandra“. AAA / Division for Planetary Sciences Meeting Abstrakty # 47. 47: 105.09. Bibcode:2015DPS .... 4710509M.
  6. ^ Gipson, Lillian (01.07.2015). „Nové snímky Horizonty odhalují dvě odlišné tváře Pluta“. NASA. Citováno 2018-10-27.
  7. ^ A b Paschalidis, Nicholas; McNutt, Ralph (01.01.2010). „ASIC pro Pluto Energetický částicový spektrometr pro vědecké vyšetřování na misi NASA New Horizons k Plutu“. 38. vědecké shromáždění Cospar. 38: 3. Bibcode:2010cosp ... 38.2235P.
  8. ^ McNutt, Ralph L .; Livi, Stefano A .; Gurnee, Reid S .; Hill, Matthew E .; Cooper, Kim A .; Andrews, G. Bruce; Keath, Edwin P .; Krimigis, Stamatios M .; Mitchell, Donald G .; Tossman, Barry; Bagenal, Fran; Boldt, John D .; Bradley, Walter; Devereux, William S .; Ho, George C .; Jaskulek, Stephen E .; Lefevere, Thomas W .; Malcom, Horace; Marcus, Geoffrey A .; Hayes, John R .; Moore, G. Ty; Perry, Mark E .; Williams, Bruce D .; Wilson, Paul; Brown, Lawrence E .; Kusterer, Martha B .; Vandegriff, Jon D. (2008). „Pluto Energetický částicový spektrometr pro vědu (PEPSSI) na misi New Horizons“ (PDF). Recenze vesmírných věd. 140 (1–4): 315–385. arXiv:0709.4428. Bibcode:2008SSRv..140..315M. doi:10.1007 / s11214-008-9436-r. S2CID  121584795.
  9. ^ A b C [2]
  10. ^ A b Kelly Beatty - Atmosféra Pluta zmatená výzkumníky (25. března 2016) - Sky & Telescope Magazine
  11. ^ A b C d [3]
  12. ^ A b C d E F G Russell, C. T. (2009-02-28). New Horizons: Reconnaissance of the Pluto-Charon System and the Kuiper Belt. Springer Science & Business Media. ISBN  9780387895185.
  13. ^ [4]
  14. ^ McNutt, et all - Energetický částicový spektrometr Pluto Science Investigation (PEPSSI) na misi New Horizons
  15. ^ A b pluto.jhuapl.edu http://pluto.jhuapl.edu/Mission/Spacecraft/Payload.php. Citováno 2019-01-03. Chybějící nebo prázdný | název = (Pomoc)
  16. ^ „ASIC pro Pluto Energetický částicový spektrometr pro vědecké vyšetřování na misi NASA New Horizons k Plutu“. ResearchGate. Citováno 2019-01-03.

externí odkazy