Detektory pyłu Galileo i Ulysses
Galileo i Ulysses są niemal identycznymi instrumentami stosowanymi w misjach Galileo i Ulysses . Przyrządy to wielkopowierzchniowe (powierzchnia czuła 0,1 m2 ) wysoce niezawodne zderzeniowe detektory jonizacyjne cząstek pyłu o rozmiarach submikronowych i mikronowych . Za pomocą tych instrumentów scharakteryzowano międzyplanetarny obłok pyłu między orbitami Wenus i Jowisza oraz nad biegunami słonecznymi. Odkryto strumień pyłu międzygwiezdnego przechodzący przez układ planetarny. W pobliżu i wewnątrz układu Jowisza odkryto i scharakteryzowano strumienie cząstek pyłu wielkości nanometrów, które zostały wyemitowane z wulkanów na księżycu Jowisza Io oraz chmury wyrzutowe wokół księżyców Galileusza .
Przegląd
Po pierwszych instrumentach pyłowych z Instytutu Fizyki Jądrowej Maxa Plancka (MPIK) w Heidelbergu (Niemcy) na satelicie HEOS 2 i statku kosmicznym Helios, zespół naukowców i inżynierów Eberharda Grün opracował nowy instrument pyłowy do wykrywania kosmicznego pyłu w zewnętrznym układzie planetarnym. Instrument ten miał 10-krotnie większą czułość (0,1 m 2 ) i wykorzystywał wiele koincydencji sygnałów uderzeniowych , aby poradzić sobie z niskimi strumieniami pyłu kosmicznego i nieprzyjaznym środowiskiem w magnetosferach planet zewnętrznych .
Detektory pyłu Galileo i Ulysses wykorzystują jonizację uderzeniową z uderzeń kosmicznych cząstek pyłu z dużą prędkością w półkulisty cel. Elektrony i jony z plazmy uderzeniowej są oddzielane przez pole elektryczne między tarczą a centralnym kolektorem jonów. Jony są częściowo zbierane przez półprzezroczystą siatkę i centralny mnożnik kanałtronowy . Amplitudy uderzenia, czasy narastania i relacje czasowe sygnałów ładunku są mierzone, przechowywane i przesyłane do ziemi. Korzystając z tych informacji, wyodrębniono szumy uderzeniowe i określono właściwości (masę i prędkość) uderzających cząstek pyłu. Środkowa siatka trzech siatek przy wejściu do detektora wychwytuje ładunek elektryczny cząsteczki pyłu. Niestety, żadne ładunki pyłu nie zostały wiarygodnie zidentyfikowane przez te instrumenty podczas ich operacji kosmicznych.
Detektor pyłu Galileo został opracowany przez zespół naukowców i inżynierów kierowany przez Eberharda Grün w Instytucie Fizyki Jądrowej im . Orbiter Galileo Jowisz . Statek kosmiczny Galileo był statkiem kosmicznym o podwójnym obrocie z anteną skierowaną w stronę Ziemi. Detektor pyłu zamontowano na sekcji wirującej pod kątem 60° względem osi wirowania. Galileo został wystrzelony w 1989 roku i przez 6 lat krążył w przestrzeni międzyplanetarnej między orbitami Wenus i Jowisza, zanim w 1995 roku rozpoczął swoją 7-letnią podróż przez układ Jowisza, wykonując kilka przelotów obok wszystkich księżyców Galileusza . Detektor pyłu Galileo działał przez całą misję.
Około rok po Galileo bliźniaczy instrument został wybrany do misji Ulysses poza ekliptyką . Ulysses był wirującym statkiem kosmicznym z detektorem pyłu zamontowanym pod kątem 85° do osi obrotu. Wystrzelenie Ulissesa miało miejsce w 1990 r., a statek kosmiczny udał się na bezpośrednią trajektorię do Jowisza, do której dotarł w 1992 r., wykonując manewr manewru , który umieścił statek kosmiczny na heliocentrycznej orbicie o nachyleniu 80 stopni. Ta orbita miała okres 6,2 lat i peryhelium 1,25 AU i aphelium 5,4 AU. Ulysses wykonał 2,5 orbity do zakończenia misji. Detektor pyłu Ulysses działał przez całą misję.
Pierwszym głównym badaczem dla obu instrumentów był Eberhard Grün . W 1996 roku statek PI został przekazany Haraldowi Krügerowi z Instytutu Badań Układu Słonecznego im. Maxa Plancka w Getyndze w Niemczech.
Główne odkrycia i obserwacje
Pył międzyplanetarny
Galileo i Ulisses przebyli przestrzeń międzyplanetarną od orbity Wenus (0,7 AU) do orbity Jowisza (~ 5 AU) i około 2 AU powyżej i poniżej biegunów słonecznych. Przez cały czas eksperymenty z pyłem rejestrowały kosmiczne cząstki pyłu, które były ważnym wkładem do modelu pyłu międzyplanetarnego w książce Interplanetary Dust
Pył międzygwiezdny
Po przelocie obok Jowisza Ulysses zidentyfikował przepływ pyłu międzygwiezdnego przetaczającego się przez Układ Słoneczny.
Pył w układzie Jowisza
Po przelocie obok Jowisza Ulysses wykrył strumienie nano-pyłu emitowane z dużą prędkością, które są emitowane z Jowisza , a następnie łączą się ze słonecznym polem magnetycznym.
Wykrywanie strumieni pyłu z Jowisza i sposób, w jaki są one zasilane z jowiszowego satelity Io
Wykrywanie chmur wyrzutowych wokół księżyców galileuszowych