Low Energy Particle Instruments på Voyager Spacecraft

Voyagers 1&2 Spacecraft Documentary - Accomplishments - Where They Are Now (Juli 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Low Energy Particle Instruments på Voyager Spacecraft


Voyager 1 og 2 rumfartøjer har begge et imponerende udvalg af videnskabelige instrumenter og eksperimenter om bord. Under deres møder med forskellige himmelske genstande tog de forskellige målinger og observationer og afslørede hidtil usete detaljer om vores solsystem.

Voyager rumfartøjet har flere eksperimenter dedikeret til ladet partikel detektion. Plasmaspektrometeret (PLS) blev omfattet af den foregående artikel. Denne artikel ser på Cosmic-Ray System (CRS) og Low Energy Charged Particle System (LECP). Disse eksperimenter samarbejdede for at afsløre placeringen, mængden og fluxegenskaberne hos forskellige partikler og gav forskere data om grænserne for vores solsystem.

Low Energy Charged Particle (LECP)

Ifølge Voyager Backgrounder anvender lav Energy Charged Particle-eksperimentet "to solid state detector systemer på en roterende platform monteret på scan platform boom. Et system er en lav-energi magnetosfærisk partikel analysator, " (LEMPA), mens "second detektor er et lav-energi partikel teleskop "(LEPT). LEPT'en giver målinger på interplanetære og interstellære partikler, mens LEMPA er mere specialiseret i detektion af partikelarter og nærplanets målinger.

Det lavt energiladede partikelinstrument. Billede med tilladelse fra NASA.

LECP har syv videnskabsmål:

  1. Bestem atomkremen af ​​galaktisk kosmisk stråling med fokus på partikler med lav energi
  2. Mål tidsvariationen af ​​galaktiske kosmiske stråler
  3. Mål den radiale gradient af galaktiske kosmiske stråler
  4. Identificer partikler stammer fra solstråler og aktive solområder
  5. Identificer partikler stammer fra planeter
  6. Identificer energiske partikler i mellem planeter

Af Voyager-probernes tre hovedpartikelsystemer (PLS, LECP og CRS) var LECPs energisortiment den bredeste.

LEMPA'en fungerer ved at afbøje medium til lav energi partikler i beta og gamma total energi detektorer, hvor en sintret-kobolt sjældne jordartsmagnet filtrerer ud mindre partikler, hvilket gør det muligt for protoner og ioner at passere og nå alfa-total energidetektoren. Energier ned til 12 keV er detekterbare.

LEPT er en serie af solid state detektorer, der måler opladningen og energidistributionen af ​​små og mellemstore energikerner i lave energimiljøer. Dette eksperiment er designet til at identificere protoner og tungere kerner (atomnummer mindre end 32).

Platformens stepper motor modtager en 15, 7-watt puls hver 192 sekunder, leveret af en bank af kondensatorer. Den roterende platform giver LECP et 360 graders synsfelt.

Under deres inter-solsystemet tog Voyager 1 og 2 proberne målinger af magnetosphererne af Jupiter, Saturn, Uranus og Neptunus. LECP er også blevet brugt til at bestemme miljøet for Voyager 1 sonden. Når Voyager 1 trådte ind i interstellært rum, blev det påvist signifikante galaktiske kosmiske stråler signifikant, mens protoner stammende fra solen næsten blev uopdagelige.

Partikelmålinger, der angav Voyager 1, gik over grænsen for solsystemet. Billede med tilladelse fra NASA.

Cosmic Ray Subsystem

CRS (Cosmic Ray Subsystem) har seks videnskabsmål:

  1. Tag energispektrummålinger af elektroner i området fra 3 til 110 MeV.
  2. Mål energispektrene og sammensætningen af ​​kosmiske strålekerner i energiområdet 1-500MeV / kerner. Sammensætning spænder fra hydrogen til jern.
  3. Giv indsigt i galaktiske kosmiske stråler, herunder oprindelse, accelerationsproces, dynamik, historie og energiindhold for at forstå nukleosyntese fra kosmiske strålekilder.
  4. Giv indsigt i, hvordan kosmiske stråler, joviske elektroner og lavenergipartikler fra det interplanetære rum transporteres.
  5. Mål strømningsmønstre i tre dimensioner af hydrogen til jernkerner.
  6. Mål sammensætningen af ​​partikelladning i magnetospheres af Jupiter, Saturn, Uranus og Neptunus.

CRS er den mest følsomme for partikeldetekteringsinstrumenterne ombord på Voyager 1 og 2 proberne. Det er designet til at detektere plasmaer med høj energi, der kommer fra intens stråling omkring planeter som Jupiter, såvel som fra andre stjerner, og fortsætter med at fungere i dag.

CRS består af tre solid state-delsystemer: High Energy Telescope System (HETS), Low Energy Telescope System (LETS) og Electron Telescope (TETS).

CRS hjalp med at bestemme, hvornår både Voyager 1 og 2-proberne krydsede solsystemets termineringschok i henholdsvis 2004 og 2007, og hjalp også med at bestemme, hvornår Voyager 1 trådte ind i interstellarrum i 2012.

CRS'en tog målinger af sammensætningen af ​​solvindene under et solminimum i 1977, hvorved der blev fundet Helium, Carbon, Nitrogen, Oxygen og Neon.

Målinger fra CRS, der angiver Voyager 1, der forlader solsystemet. Billede med tilladelse fra NASA.

Konklusion

De tre lav-energi partikelinstrumenter ombord på Voyager 1 og 2 proberne var vigtige for at give indsigt i vores solsystems partikel- og strålingsmiljøer. Det gav os en bred vifte af målinger på magnetosphererne i Jupiter, Saturn, Neptun og Uranus, og hjalp os med at kortlægge grænserne for vores solsystem.