Плазменный прибор для магнитного зондирования - Plasma Instrument for Magnetic Sounding

Плазменный прибор для магнитного зондирования
ОператорНАСА
ПроизводительJHU / APL
ФункцияПлазменный датчик
Продолжительность миссииКруиз: 3-6 лет
Научная фаза: ≥ 3 года
Хост космический корабль
Космический корабльEuropa Clipper
ОператорНАСА
Дата запуска≈ 2025 [1]
РакетаSLS
Запустить сайтКосмический центр Кеннеди

В Плазменный прибор для магнитного зондирования (PIMS) это Кубок фарадея базирующийся инструмент, который будет летать на борту Europa Clipper орбитальный аппарат для исследования Юпитер луна Европа. PIMS будет измерять плазма что населяет Магнитосфера Юпитера и Европы ионосфера.[2]

Главный исследователь - Джозеф Вестлейк из Университета Джонса Хопкинса. Лаборатория прикладной физики (APL).

Обзор

Плазма в Магнитосфера Юпитера взаимодействует с Атмосфера Европы. Это взаимодействие приводит к возмущениям магнитного поля. Хотя понимание этого взаимодействия плазмы само по себе интересно, оно также важно для успешного магнитного зондирования подповерхностного океана Европы.[3] Взаимодействие магнитного поля Юпитера с подповерхностным океаном Европы производит магнитная индукция сигнатура, которая используется для определения толщины ледяной оболочки, глубины океана и солености океана в Европе. подземный океан. Разделение источников возмущений магнитного поля позволяет лучше понять свойства океана.

Плазменный прибор для магнитного зондирования в процессе разработки.

Плазменный прибор для магнитного зондирования (PIMS) - это Кубок фарадея прибор, который будет измерять плазма Юпитера магнитосфера и Европы ионосфера.[4] Подобные устройства на космических кораблях относятся к Исследователь 10 в 1961 году и использовались Вояджер 1 космический корабль для изучения магнитосферы Юпитера в 1979 году.[4]

Научные цели

Три научные цели исследования PIMS: [4][5]

  • изучить, как Европа влияет на свою магнитосферу, и Магнитосфера Юпитера.
  • изучить механизмы выветривания и выброса материала с поверхности Европы в атмосферу и ионосфера.
  • ограничивают соленость и глубину внутреннего океана.

Принцип

При магнитном зондировании токи, индуцируемые в Европе изменяющейся плазмой Юпитера, создают заметное вторичное магнитное поле, которое отражает свойства подповерхностного океана Европы, такие как глубина и проводимость. PIMS состоит из трех Чашки Фарадея, каждая с углом обзора 90 °.[5] [6] Чашки измеряют ток, создаваемый на металлических пластинах коллектора заряженными частицами с достаточной энергией на заряд (E / q), чтобы проходить через модулированную замедляющую сетку, помещенную под переменное высокое напряжение.[5]

В магнитосферной плазме Юпитера PIMS измеряет плотность и скорость потока ионов с энергией ниже 7 кэВ, а также плотность и энергию электронов с энергиями ниже 2 кэВ. В ионосфере Европы (и в переходной плазме, такой как шлейфы) PIMS измеряет плотность и температуру ионов и электронов.[5] Исследование PIMS также может помочь в поиске активных шлейфов и измерении их массовой нагрузки путем измерения магнитных возмущений ионосферы Европы.[5]

Плазмоторы, созданные Ио и Европа
Изображение северных сияний Юпитера, показывающее главный овал полярных сияний, полярные выбросы и пятна, образованные взаимодействием с естественными спутниками Юпитера.

PIMS работает в синергии с Внутренняя характеристика Европы с помощью магнитометрии (ICEMAG) инструмент для исследования недр океана Европы.[3][5][6]

ПараметрСпектакль[5]
В магнитосферном режиме• Энергия электронов: 10 эВ - 2 кэВ
• Энергия ионов: 20 эВ - 6 кэВ
В ионосферном режиме• Энергия электронов: 1 - 50 эВ
• Энергия ионов: 1 - 50 эВ
Энергетическое разрешение10% ΔE / E
Чувствительность0,5 пА / см2 – 1×105 па / см2
Поле зренияКонус 4 × 90 °
Временное разрешение1 секунда для полной развертки ионов и электронов в ионосферном режиме

4 секунды для полной развертки ионов и электронов в магнитосферном режиме

5 секунд для полной развертки ионов и электронов в переходном режиме

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Europa Clipper проходит ключевую проверку. Джефф Фуст, Космические новости. 22 августа 2019.
  2. ^ "Разработка прототипа кубка Фарадея Europa PIMS - публикация конференции IEEE". Дои:10.1109 / AERO.2018.8396522. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  3. ^ а б Два прибора APL Джонса Хопкинса выбраны для миссии НАСА по исследованию Европы. Джеффри Браун, Лаборатория прикладной физики - Новости. 27 мая 2015.
  4. ^ а б c Плазменный прибор для магнитного зондирования (PIMS) в миссии Europa Clipper. Westlake, Joseph H .; McNutt, Ralph L .; Каспер, Джастин С .; Дело, Энтони У .; Грей, Мэтью П .; Ким, Синди К .; Battista, Corina C .; Раймер, Эбигейл; Пати, Кэрол С .; Цзя, Сяньчжэ; Стивенс, Майкл Л .; Хурана, Кришан; Кивельсон, Маргарет Дж .; Славин, Джеймс А .; Korth, Haje H .; Smith, Howard T .; Крупп, Норберт; Руссос, Элиас; Саур, Иоахим. Американское астрономическое общество, Заседание ДПС № 48, id.123.27; 2016 г.
  5. ^ а б c d е ж грамм PIMS - Плазменный прибор для магнитного зондирования (PDF). Джозеф Вестлейк. 24 августа 2015.
  6. ^ а б Трибу, Ричард (19 июня 2015 г.). «НАСА отправляется к Юпитеру, спутнику Европы, в поисках воды, ключей к жизни». Орландо Сентинел. Орландо, Флорида. Получено 2017-11-12.