Магнитометр (Юнона) - Magnetometer (Juno)

Подпись НАСА к этому изображению: «... Два комплекта датчиков для экспериментов с магнитным полем (MAG) можно увидеть на специальной штанге магнитометра длиной 4 метра на переднем плане. Штанга MAG развернута в полете на внешнем конце одной из трех солнечных батарей космического корабля. Комплект внешних датчиков состоит из магнитометра Fluxgate (FGM), видимого чуть выше 2 световых перегородок Advanced Stellar Compass (ASC), которые смотрят наружу под небольшим углом. Комплект внутренних датчиков MAG идентичен, но повернут 180 градусов и расположены на расстоянии 2 метра. При развертывании два комплекта датчиков будут находиться примерно в 10 и 12 метрах от центра космического корабля. Космический корабль показан в стартовой конфигурации с солнечными батареями и уложенной стрелой MAG. Изображение предоставлено NASA / JPL -Калтех / LMSS »[1]
Изображение магнитосферы Юпитера с плазменным тором Ио в желтом цвете
Созданная художником диаграмма, показывающая расположение различных инструментов. MAG находится в правом нижнем углу этого рисунка.

Магнитометр (MAG) - название набора инструментов на Юнона орбитальный аппарат для планеты Юпитер.[1] Инструмент MAG включает в себя как магнитометры Fluxgate (FGM), так и инструменты Advanced Stellar Compass (ASC).[1] Есть два набора комплектов инструментов MAG, и оба они расположены на дальнем конце трех штанг солнечных панелей.[1][2] Каждый набор инструментов MAG наблюдает одну и ту же полосу движения Юпитера и, имея два набора инструментов, определяет, какой сигнал идет с планеты, а какой - с космического корабля.[2] Избегание сигналов от космического корабля - еще одна причина, по которой MAG размещается в конце стрелы солнечной панели, примерно в 10 м (33 футах) и 12 м (39 футах) от центрального корпуса космического аппарата. Юнона космический корабль.[1][2]

Прибор MAG предназначен для обнаружения магнитное поле Юпитера, который является одной из крупнейших структур в Солнечная система.[3] Если бы можно было увидеть магнитное поле Юпитера с Земли, оно казалось бы в пять раз больше, чем полнолуние в небе, несмотря на то, что находился почти в 1700 раз дальше.[4] Внутреннее магнитное поле Юпитера предотвращает Солнечный ветер, поток ионизированных частиц, испускаемый солнце, от прямого взаимодействия с его атмосфера, а вместо этого отводит его от планеты, эффективно создавая полость в потоке солнечного ветра, называемую магнитосферой, состоящей из плазма отличается от солнечного ветра.[5]

Цели миссии:[1]

  • карта магнитного поля Юпитера
  • определить динамику интерьера Юпитера
  • определить трехмерную структуру полярной магнитосферы и ее полярные сияния.

Юпитер обладает самым сильным и самым большим магнитным полем из известных в Солнечной системе.[6] Изучение этих полей - одна из целей Юнона миссия, и в частности задача возлагается на приборы магнитометра. MAG измеряет поле примерно 60 раз в секунду и записывает направление и силу поля.[6] MAG собрал данные на Земле во время своего пролета 9 октября 2013 года по пути к Юпитеру (это был помощь гравитации маневр, но также был для сбора данных).[6]

Еще одно преимущество изучения поля Юпитера состоит в том, что на Земле магнетизм земной коры мешает измерениям поля, генерируемого глубоко в ядре, частично экранируя его от измерений.[6] На Земле поле создается вращением жидкого железа, а на Юпитере - водородом. Юпитер состоит в основном из водорода (около 90%) и, сжимаясь под действием силы тяжести, становится проводящим в особой форме. Однако неизвестно, где он должен сжиматься до металлического водорода, если он тоже проводит электричество. Это один из вопросов Юнона может ответить.[6] Помимо изучения Юпитера, MAG также вернул данные о магнитосфере Земли.[7]

Прибор MAG доставлен в г. Локхид Мартин Космические Системы 'объект в Денвере, Колорадо, США для интеграции в Юнона космический корабль NASA Goddard Spaceflight Center (GFSC) в октябре 2010 года.[6][8] MAG был в целом спроектирован и построен в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА (GFSC) в Гринбелте, штат Мэриленд.[8] Улучшенный звездный компас был создан и предоставлен Технический университет Дании.[9] (Технический университет Дании, или на датском (Датский: Danmarks Tekniske Universitet), широко известный как DTU) FGM и ASC были включены в конце августа после Юнона's запуск 5 августа 2011 года.[1] ASC позволяет очень точно определять ориентацию магнитометров в пространстве.[6] Они есть звездные трекеры которые делают снимок неба, затем сравнивают эти изображения с каталогом звездных карт, чтобы определить ориентацию.[6]

Юнона'магнитометры будут измерять магнитное поле Юпитера с необычайной точностью и дадут нам подробную картину того, как это поле выглядит как вокруг планеты, так и глубоко внутри ...

— Юнона Заместитель главного исследователя миссии и руководитель группы магнитометров[8]

Феррозондовый магнитометр (FGM) похож на предыдущие инструменты, использованные на космических кораблях, такие как Путешественники, Магсат, Активные исследователи магнитосферных индикаторов частиц, Mars Global Surveyor, так далее.[10] В этом стиле FGM используются сдвоенные трехосные магнитные затворы с широким диапазоном действия, установленные далеко от корпуса космического корабля, в которых периодически переключается магнитный поток (отсюда и магнитный затвор).[10] Используются два FGM, поэтому отдельные показания можно объединить для расчета магнитного поля.[10] MAG имеет два векторных феррозондающих магнитометра, поддерживаемых продвинутыми трекерами звезд. Система слежения за звездами позволяет более точно рассчитывать и определять ориентацию FGM, повышая полезность показаний FGM.[7]

Магнитные поля Юпитера ранее наблюдались в 1970-х годах. Пионер 10 и Пионер 11, и Вояджер 1 и Вояджер 2.[6] Магнитометры, относящиеся к Юнона включить в MAVEN, MGS, Вояджер, AMPTE, GIOTTO, КЛАСТЕР, Лунный изыскатель, МЕССЕНДЖЕР, СТЕРЕО, и Ван Аллен Зонды.[11]

В одной точке, JPL работал над включением скалярного гелиевого магнитометра в Юнона, в дополнение к пакетам FGM и ASC.[12]

Результаты и статьи

В 2017 году газета под названием Анализ исходных данных магнитометра Juno с использованием разреженного представления магнитного поля включал анализ данных магнитометра Juno, который прошел в 10 раз ближе, чем предыдущие исследования.[13] Природа магнитного поля Юпитера была исследована путем объединения последних результатов MAG с математической моделью, называемой сферической гармонической моделью VIP4 для магнитного поля Юпитера.[13]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм "Исследование магнитного поля Juno". Центр космических полетов Годдарда. НАСА. Получено 2019-03-09.
  2. ^ а б c "Полезные нагрузки / эксперименты Juno Science". Spaceflight101: космические новости и не только. Архивировано 31 октября 2018 года.. Получено 2020-03-20.CS1 maint: неподходящий URL (ссылка на сайт)
  3. ^ Феррейра, Бекки (2016-07-05). «Девять космических устройств, которые орбитальный аппарат НАСА Juno использует для изучения Юпитера». Материнская плата. Получено 2017-01-06.
  4. ^ Рассел, К. (1993). «Планетарные магнитосферы» (PDF). Отчеты о достижениях физики. 56 (6): 715–717. Bibcode:1993рпч ... 56..687р. Дои:10.1088/0034-4885/56/6/001.
  5. ^ Хурана, К.К .; Kivelson, M. G .; и другие. (2004). «Конфигурация магнитосферы Юпитера» (PDF). In Bagenal, F .; Dowling, T.E .; Маккиннон, У. (ред.). Юпитер: планета, спутники и магнитосфера. Издательство Кембриджского университета. С. 1–3. ISBN  978-0-521-81808-7.
  6. ^ а б c d е ж грамм час я "Юнона покажет магнитное поле Юпитера в высоком разрешении". Миссия Юнона. НАСА. 2011-07-31. Получено 2017-01-06.
  7. ^ а б Коннерни, Дж. Э .; Оливерсен, Р. Дж .; Эспли, Дж. Р .; MacDowall, R.J .; Schnurr, R .; Sheppard, D .; Odom, J .; Lawton, P .; Мерфи, С. (01.12.2013). «Наблюдения магнитометром Juno в магнитосфере Земли». Тезисы осеннего собрания AGU. 21: SM21E – 04. Bibcode:2013AGUFMSM21E..04C.
  8. ^ а б c «НАСА Годдард поставляет магнитометры для миссии Juno». НАСА. 2010-10-27. Получено 2019-03-09.
  9. ^ "Исследование магнитного поля Juno - инструменты". Центр космических полетов Годдарда. НАСА. 2017-01-17. Получено 2019-03-09.
  10. ^ а б c "Исследование магнитного поля Juno - Схема феррозондового магнитометра". Центр космических полетов Годдарда. НАСА. 2017-01-17. Получено 2017-02-07.
  11. ^ «МАВЕН» Магнитометр (МАГ) ». lasp.colorado.edu. Получено 2017-02-07.
  12. ^ "Приборы и системы научных данных - Магнитометры". Лаборатория реактивного движения. НАСА. Архивировано из оригинал в 2016-11-30. Получено 2019-03-09.
  13. ^ а б Мур, Кимберли М .; Блоксхэм, Джереми; Коннерни, Джон Э. П .; Jørgensen, John L .; Мерайо, Хосе М. Г. (25 мая 2017 г.). «Анализ исходных данных магнитометра Juno с использованием разреженного представления магнитного поля». Письма о геофизических исследованиях. 44 (10): 4687–4693. Дои:10.1002 / 2017gl073133. ISSN  0094-8276.

внешняя ссылка