Upload
lamtuong
View
220
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
JohdantoaJohdantoa
JättiläisplaneetatJättiläisplaneetat Jupiter, Jupiter, Saturnus Saturnus,,Uranus ja Uranus ja NeptunusNeptunus
AvaruusluotaimetAvaruusluotaimet Galileo, Galileo,CassiniCassini/Huygens ja Voyager 2/Huygens ja Voyager 2
Galileo-luotain JupiterissaGalileo-luotain Jupiterissa
NASA,NASA, laukaisu laukaisu 18. 10. 198918. 10. 1989 Gaspra Gaspra 29. 10. 199129. 10. 1991 Ida ja jaIda ja ja sen kuu sen kuu Dactyl 8. 12. 1992Dactyl 8. 12. 1992 Jupiter 7. 12. 1995 - 7. 12. 1997Jupiter 7. 12. 1995 - 7. 12. 1997 Galileo/Proben törmäys Galileo/Proben törmäys 7. 12. 19957. 12. 1995 Galileon törmäys Galileon törmäys 21. 9. 200321. 9. 2003 http://solarsystem.nasa.gov/galileo/http://solarsystem.nasa.gov/galileo/
http://www2.jpl.nasa.gov/galileohttp://www2.jpl.nasa.gov/galileo
Galileon instrumentitGalileon instrumentit
päävastuutahotpäävastuutahot tieteelliset tavoitteettieteelliset tavoitteet instrumenttien kuvauksetinstrumenttien kuvaukset yhteensäyhteensä 12 12 tiedeinstrumenttia tiedeinstrumenttia
((aakkosjärjestysaakkosjärjestys))
GalileoGalileo: DDS (1/5): DDS (1/5) Dust Detector SubsystemDust Detector Subsystem Max-Planck-Max-Planck-InstitutInstitut für für KernphysikKernphysik, Heidelberg, Heidelberg
Galileo: DDS (2/5)Galileo: DDS (2/5) Jupiterin Galilein kuiden vuorovaikutusJupiterin Galilein kuiden vuorovaikutus
pöly-pöly-ympäristön kanssaympäristön kanssa PölynPölyn,, plasman plasman jaja magneettikentän magneettikentän
vuorovaikutusvuorovaikutus PölykeskittymienPölykeskittymien ja ja hiukkassäteilyn suhdehiukkassäteilyn suhde Jupiterin magneettikentän vaikutusJupiterin magneettikentän vaikutus
varattujen hiukkasten ratoihinvarattujen hiukkasten ratoihin Jupiterin renkaiden etsintäJupiterin renkaiden etsintä Jupiterin painovoimakentän vaikutusJupiterin painovoimakentän vaikutus
interplanetaarisen pölyyninterplanetaarisen pölyyn
Galileo: DDS (3/5)Galileo: DDS (3/5) Pölyhiukkasten massanPölyhiukkasten massan,, sähkövarauksen sähkövarauksen
jaja nopeuden mittaus nopeuden mittaus MassatMassat väliltäväliltä 10 10-16-16 g - 10 g - 10-7-7 g g Sähkövaraukset Sähkövaraukset 1010-14-14 C - 10 C - 10-10-10 C C
negatiivisilla negatiivisilla ja 10ja 10-14-14 C - 10 C - 10-12-12 C Cpositiivisilla varauksillapositiivisilla varauksilla
Nopeudet väliltäNopeudet väliltä 1 km/s -70 km/s 1 km/s -70 km/s MittaustaajuusMittaustaajuus 1/(115 d) - 100/s 1/(115 d) - 100/s
Maadoitettu impaktinMaadoitettu impaktinionisoivaanionisoivaanvaikutukseenvaikutukseenperustuvaperustuvapuolipallodetektoripuolipallodetektori
Galileo: DDS (4/5)Galileo: DDS (4/5)
GalileoGalileo: EPD (1/5): EPD (1/5) Energetic Particle DetectorEnergetic Particle Detector Applied Physics Laboratory, The Johns HopkinsApplied Physics Laboratory, The Johns Hopkins
UniversityUniversity
Galileo: EPD (2/5)Galileo: EPD (2/5) Jupiterin sieppaamaan hiukkassäteilynJupiterin sieppaamaan hiukkassäteilyn
energiaenergia ja ja kulmajakaumatkulmajakaumat,, koostumus koostumus ja jastabiilisuusstabiilisuus
Energeettisten hiukkastenEnergeettisten hiukkasten ja ja GalileinGalileinkuiden sekä aurinkotuulen vuorovaikutuskuiden sekä aurinkotuulen vuorovaikutus
Termisen plasmavuon nopeudetTermisen plasmavuon nopeudet ja jalämpötilatlämpötilat
Hiukkassäteilyn adiabaattiset Hiukkassäteilyn adiabaattiset jaja ei ei--termisettermisetprosessitprosessit
Galileo: EPD (3/5)Galileo: EPD (3/5) yliyli 20 20 keV keV:n:n elektronien elektronien ja ja ionien mittaus ionien mittaus ionien tulosuunnan mittausionien tulosuunnan mittaus,, samaten samaten
koostumuskoostumus mittaukset ajanmittaukset ajan ja ja paikan funktiona paikan funktiona
Kiinteän olomuodonKiinteän olomuodonSiSi--detektoridetektori ja time-of- ja time-of-flight flight detektoridetektori
kaksi osalaitettakaksi osalaitetta,,askelmoottoriaskelmoottoripyörittääpyörittää
Galileo: EPD (4/5)Galileo: EPD (4/5)
GalileoGalileo: EUV (1/5): EUV (1/5) Extreme Ultraviolet SpectrometerExtreme Ultraviolet Spectrometer University of ColoradoUniversity of Colorado
Galileo: EUV (2/5)Galileo: EUV (2/5)
Jupiterin yläkaasukehän koostumusJupiterin yläkaasukehän koostumus ja jarakennerakenne
Galilein kuiden helposti haihtuvienGalilein kuiden helposti haihtuvienkaasujen hukkamäärätkaasujen hukkamäärät
IonIon plasmatoruksen fysikaaliset prosessit plasmatoruksen fysikaaliset prosessit Voyager-Voyager-löytöjen jälkiseurantalöytöjen jälkiseuranta
Galileo: EUV (3/5)Galileo: EUV (3/5) hilaspektrometri jossa mekaaninenhilaspektrometri jossa mekaaninen
kollimaattorikollimaattori konkaavi dispersiohila joka fokusoikonkaavi dispersiohila joka fokusoi
ääriultraviolettisäteilyn yhden heijastuksenääriultraviolettisäteilyn yhden heijastuksenkautta detektorillekautta detektorille
detektori fotokatodidetektori fotokatodi, , mikrokanavalevymikrokanavalevyelektronivahvistimena sekä anodisarjaelektronivahvistimena sekä anodisarja
modifioitu modifioitu Voyager-Voyager-luotaimia vartenluotaimia vartenrakennetusta varalaitteestarakennetusta varalaitteesta
GalileoGalileo: HIC (1/5): HIC (1/5)
Heavy Ion CounterHeavy Ion Counter Jet PropulsionJet Propulsion
LaboratoryLaboratory
Galileo: HIC (2/5)Galileo: HIC (2/5) raskaiden ionienraskaiden ionien (C: (C:stästä Ni: Ni:hinhin))
muodostaman hiukkassäteilyn monitorointimuodostaman hiukkassäteilyn monitorointi elektroniikka erityisen herkkää raskaidenelektroniikka erityisen herkkää raskaiden
ionien säteilylleionien säteilylle: : teknologioidenteknologioidenkehittämistehtäväkehittämistehtävä
muiden instrumenttien havaintojenmuiden instrumenttien havaintojenkomplementointikomplementointi
VoyagerinVoyagerin ja ja Pioneerin aiempien Pioneerin aiempienhavaintojen täydentäminenhavaintojen täydentäminen
Auringon koostumuksen tutkimusAuringon koostumuksen tutkimus
Galileo: HIC (3/5)Galileo: HIC (3/5)
raskaiden ionien rekisteröinti niputettujenraskaiden ionien rekisteröinti niputettujenyksikiteisten Siyksikiteisten Si--detektorien avulladetektorien avulla
energiaenergia--aluealue 6 6 MeV MeV - 200 - 200 MeV MeV / / nukleoninukleoni esimesim. . rikki rikki S 16-S 16-kertaisella varauksellakertaisella varauksella
saadaansaadaan talteentalteen 3200 3200 MeVMeV:n:n energialla energialla uudelleen pakattuuudelleen pakattu Voyager- Voyager-varalaitevaralaite
Galileo: HIC (4/5)Galileo: HIC (4/5)
Kaksi kiinteänKaksi kiinteänolomuodonolomuodonteleskooppiateleskooppia
yhteinenyhteinenkommunikointilinkkikommunikointilinkkiEUV:nEUV:n kanssa kanssa
GalileoGalileo: MAG (1/1): MAG (1/1) MagnetometerMagnetometer University of California, Los AngelesUniversity of California, Los Angeles
Galileo: MAG (2/5)Galileo: MAG (2/5)
JupiterinJupiterin magnetosfäärin kartoitusmagnetosfäärin kartoitus ja ja sen sendynamiikan tutkimusdynamiikan tutkimus
ympäröivän magneettikentän muutostenympäröivän magneettikentän muutostenmittaaminenmittaaminen
magnetosfäärimagnetosfääri--ionosfääriionosfääri - -kytkennän tutkimuskytkennän tutkimus Galilein kuiden magneettikenttienGalilein kuiden magneettikenttien
olemassaoloolemassaolo kuiden kuiden jaja magnetosfäärin vuorovaikutuksen magnetosfäärin vuorovaikutuksen
luonneluonne
Galileo: MAG (3/5)Galileo: MAG (3/5)
kaksi kolmen sensorin ryvästäkaksi kolmen sensorin ryvästä kolme ortogonaalista sensoria tuottaakolme ortogonaalista sensoria tuottaa
kolme magneettikentän komponenttiakolme magneettikentän komponenttia toinen ryvästoinen ryväs on 11 m:n on 11 m:n etäisyydellä etäisyydellä
pyörimisakselista puomin päässäpyörimisakselista puomin päässä toinen ryvästoinen ryväs on 6.7 m:n on 6.7 m:n etäisyydelläetäisyydellä tavoitetavoite on on pystyä eliminoimaan luotaimen pystyä eliminoimaan luotaimen
aiheuttamat häiriötaiheuttamat häiriöt
Galileo: MAG (4/5)Galileo: MAG (4/5) ulomman alue ulomman alue ±32 nT±32 nT
- ± 512 nT- ± 512 nT sisemmän alue sisemmän alue ±512±512
nT- ±16384 nTnT- ±16384 nT MagneettikenttäMagneettikenttä
Maan pinnallaMaan pinnalla50000 nT50000 nT
GalileoGalileo: NIMS (1/5): NIMS (1/5) Near-Infrared Mapping SpectrometerNear-Infrared Mapping Spectrometer Jet Propulsion LaboratoryJet Propulsion Laboratory
Galileo: NIMS (2/5)Galileo: NIMS (2/5) Galilein kuiden pintojen mineraalienGalilein kuiden pintojen mineraalien
kartoitus resoluutiolla kartoitus resoluutiolla 5-30 km5-30 km mineraalifaasien mineraalifaasien jaja mineraalien mineraalien
sekoitussuhteiden kartoitussekoitussuhteiden kartoitus mineraalijakaumien kytkentä SSI-mineraalijakaumien kytkentä SSI-
instrumentin tuloksiininstrumentin tuloksiin Jupiterin kaasukehän pilvien rakenteenJupiterin kaasukehän pilvien rakenteen
määrittäminen monilla vaihekulmillamäärittäminen monilla vaihekulmillatehtävistä havainnoistatehtävistä havainnoista
Galileo: NIMS (3/5)Galileo: NIMS (3/5)
kuvantavana spektroskooppinakuvantavana spektroskooppinaensimmäinen laatuaan planeettakunnanensimmäinen laatuaan planeettakunnanavaruustutkimuksessaavaruustutkimuksessa
aallonpituusalue aallonpituusalue 0.7-5.2 0.7-5.2 µµm,m,diffraktiohilaspektrometridiffraktiohilaspektrometri
f/3.5 f/3.5 peilikaukoputkipeilikaukoputki 229 mm:n 229 mm:n aukolla aukolla ja ja80 cm:n 80 cm:n polttovälilläpolttovälillä (Ritchie-Chretien) (Ritchie-Chretien)
detektoritdetektorit InSb InSb jaja Si Si
GalileoGalileo: PLS (1/5): PLS (1/5)
Plasma SubsystemPlasma Subsystem University of IowaUniversity of Iowa
Galileo: PLS (2/5)Galileo: PLS (2/5)
magnetosfäärin plasman lähteenmagnetosfäärin plasman lähteenselvittäminenselvittäminen
ympäröivän plasmanympäröivän plasman ja ja Galilein kuiden Galilein kuidenvuorovaikutuksen tutkimusvuorovaikutuksen tutkimus
plasman osuus Jupiterinplasman osuus Jupiterinsäteilyvyöhykkeiden energeettisistäsäteilyvyöhykkeiden energeettisistähiukkasistahiukkasista
Jupiterin magnetosfäärin dynamiikkaJupiterin magnetosfäärin dynamiikka
Galileo: PLS (3/5)Galileo: PLS (3/5) Seitsemän elektronidetektoriaSeitsemän elektronidetektoria,, seitsemän seitsemän
ionidetektoriaionidetektoria ( (differentiaalinendifferentiaalinen//integroivaintegroiva)) 6464 kanavaa energia kanavaa energia--alueellaalueella 0.9 0.9 eV eV - 52 - 52 keV keV,,
resoluutioresoluutio ΔΔE/E = 0.11E/E = 0.11 MassaresoluutiotMassaresoluutiot ΔΔM/M=0.24 (M/M=0.24 (differentiaalinendifferentiaalinen))
ja ja ΔΔM/M=0.5 (M/M=0.5 (integroivaintegroiva)) diff.: H+,H2+/He++,He+,O++,O+,Na+,S+ ja K+diff.: H+,H2+/He++,He+,O++,O+,Na+,S+ ja K+ intint: H+,H2+/He++,O++,S+ ja SO: H+,H2+/He++,O++,S+ ja SO22++
Galileo: PLS (4/5)Galileo: PLS (4/5) TiedepuomillaTiedepuomilla,,
läheslähes 4 4ππ:n:nkattavuuskattavuus
GalileoGalileo: PPR (1/5): PPR (1/5)
PhotopolarimeterPhotopolarimeter- Radiometer- Radiometer Goddard Institute for Space Studies, New YorkGoddard Institute for Space Studies, New York
Galileo: PPR (2/5)Galileo: PPR (2/5) Jupiterin kaasukehän pilvienJupiterin kaasukehän pilvien ja ja usvien usvien
pienhiukkasten vertikaalinen ja horisontaalinenpienhiukkasten vertikaalinen ja horisontaalinenkartoituskartoitus ( (taitekerrointaitekerroin,, koko koko,, muoto muoto))
Jupiterin energiatasapainon tutkimusJupiterin energiatasapainon tutkimus::heijastuneen auringonvalonheijastuneen auringonvalon ja ja emittoituneenemittoituneenlämpösäteilyn määrä lämpösäteilyn määrä jaja avaruusjakauma sekä avaruusjakauma sekäJupiterin terminen rakenneJupiterin terminen rakenne
Galilein kuiden fotometrisetGalilein kuiden fotometriset,, polarimetriset polarimetriset ja jaradiometriset ominaisuudetradiometriset ominaisuudet ( (myös muitamyös muitakohteitakohteita))
Galileo: PPR (3/5)Galileo: PPR (3/5) polarimetrilla kolme kaistaa näkyvässäpolarimetrilla kolme kaistaa näkyvässä
alueessaalueessa fotometrissa seitsemän kapeaa kaistaafotometrissa seitsemän kapeaa kaistaa
näkyvässänäkyvässä ja ja lähi lähi--infrapunassainfrapunassa ( (metaaninmetaaninjaja ammoniakin absorptiovyöt ammoniakin absorptiovyöt))
seitsemän radiometriakaistaaseitsemän radiometriakaistaa,, yksi ilman yksi ilmansuodatintasuodatinta,, yksi puhtaalle Auringon yksi puhtaalle Auringonspektrillespektrille
viisi lisäkanavaa viisi lisäkanavaa 11-110 11-110 µµm:nm:n alueella alueella
Galileo: PPR (4/5)Galileo: PPR (4/5) perustuuperustuu Pioneer- Pioneer-
Venus -Venus -luotaimenluotaimenisntrumenttiinisntrumenttiin
10-cm:n10-cm:n aukolla aukollavarustettuvarustettupeilikaukoputkipeilikaukoputki
Galileo: PWS (2/5)Galileo: PWS (2/5)
plasman aaltojenplasman aaltojen ja ja radioemission radioemissionmerkitys Jupiterin sieppaamanmerkitys Jupiterin sieppaamanhiukkassäteilyn sironnassahiukkassäteilyn sironnassa ja ja hiukkastenhiukkastenkatoamisessakatoamisessa
Fundamentaalien plasman parametrienFundamentaalien plasman parametrienjohtaminen plasman aaltoilmiöistäjohtaminen plasman aaltoilmiöistä ( (esimesim..elektronitiheyselektronitiheys))
Galileo: PWS (3/5)Galileo: PWS (3/5) sähköinen dipoliantenni sähkökenttiensähköinen dipoliantenni sähkökenttien
mittaamiseksimittaamiseksi taajuusaluetaajuusalue 5.62 Hz - 5.6 MHz 5.62 Hz - 5.6 MHz kaksi magneettista kehäantenniakaksi magneettista kehäantennia
magneettikenttien mittaamiseksimagneettikenttien mittaamiseksi toisen taajuusaluetoisen taajuusalue 5 Hz - 3.5 kHz, 5 Hz - 3.5 kHz, toisen toisen 1-50 1-50
kHzkHz kaksi systeemiäkaksi systeemiä: : hidashidas ( (kolmekolme analysaattoriaanalysaattoria) ja) ja
nopeanopea ( (yksi leveäkaistayksi leveäkaista--analysaattorianalysaattori))
GalileoGalileo: Radio Science (1/2): Radio Science (1/2) Radio ScienceRadio Science Jet Propulsion LaboratoryJet Propulsion Laboratory Stanford UniversityStanford University
GalileoGalileo: Radio Science (2/2): Radio Science (2/2) Kappaleiden massojenKappaleiden massojen ja ja sisäisen rakenteen sisäisen rakenteen
johtaminen avaruusluotaimeen vaikuttavistajohtaminen avaruusluotaimeen vaikuttavistavoimistavoimista
Kuiden kokojenKuiden kokojen ja ja ionosfäärien koostumuksen ionosfäärien koostumuksenmäärittäminen radioaaltojen etenemisestämäärittäminen radioaaltojen etenemisestä
Jupiterin paikanmääritys interferometrian avullaJupiterin paikanmääritys interferometrian avulla tutkimuksessa hyödynnetään radioalueentutkimuksessa hyödynnetään radioalueen
telekommunikointijärjestelmäätelekommunikointijärjestelmää ( (ei erillistäei erillistäinstrumenttiainstrumenttia))
TaajuusTaajuus 2500 Hz, 5000 2500 Hz, 5000 mittausta mittausta/s/s
Galileo: SSI (1/5)Galileo: SSI (1/5) Solid State ImagingSolid State Imaging National Optical Astronomy ObservatoriesNational Optical Astronomy Observatories
Galileo: SSI (2/5)Galileo: SSI (2/5) Galilein kuiden kartoitus Galilein kuiden kartoitus 1 km:n1 km:n resoluutiolla resoluutiolla Jupiterin kaasukehänJupiterin kaasukehän ja ja pilvien rakenne pilvien rakenne Jupiterin kaasukehän dynamiikkaJupiterin kaasukehän dynamiikka Galilein kuiden kokojenGalilein kuiden kokojen ja ja muotojen johtaminen muotojen johtaminen
jaja pyörähdysakseleiden määrittäminen pyörähdysakseleiden määrittäminen 3 km:n 3 km:ntarkkuudellatarkkuudella
Jupiterin renkaiden tutkimusJupiterin renkaiden tutkimus ja ja niihin liittyvienniihin liittyvienpienkuiden etsintäpienkuiden etsintä
JupiterinJupiterin ja ja kuiden revontuli kuiden revontuli--ilmiöiden kartoitusilmiöiden kartoitus kaasukehän tilan laskeutujakokeessakaasukehän tilan laskeutujakokeessa ( (aikaaika ja ja
paikkapaikka))
Galileo: SSI (3/5)Galileo: SSI (3/5) katadioptrinen teleskooppikatadioptrinen teleskooppi,, f/8.5 jaf/8.5 ja polttoväli polttoväli 150 cm 150 cm näkökenttä näkökenttä 8.18.1 mrad mrad, 10.16 , 10.16 µµradrad/pixel/pixel modifioitumodifioitu Voyager- Voyager-varakameravarakamera suljinsuljin ja ja kahdeksanpaikkainen suodatinpyörä kahdeksanpaikkainen suodatinpyörä
myös peräisin Voyageriltamyös peräisin Voyagerilta kahdeksan suodatintakahdeksan suodatinta: 611, 404, 559, 671, 734,: 611, 404, 559, 671, 734,
756, 887 ja 986 nm756, 887 ja 986 nm detektorinadetektorina paksupaksu, , etupuolelta valaistuetupuolelta valaistu 800 x 800 x
800800 viiva viiva CCD CCD
GalileoGalileo: UVS (1/5): UVS (1/5) Ultraviolet SpectrometerUltraviolet Spectrometer University of ColoradoUniversity of Colorado
Galileo: UVS (2/5)Galileo: UVS (2/5)
Jupiterin yläkaasukehän rakenneJupiterin yläkaasukehän rakenne ja jakoostumuskoostumus
Galilein kuiden helposti haihtuvienGalilein kuiden helposti haihtuvienkaasujen poistotehokaasujen poistoteho
IonIon plasmatoruksen fysikaaliset prosessit plasmatoruksen fysikaaliset prosessit
Galileo: UVS (3/5)Galileo: UVS (3/5)
5.03 cm x 5.28 cm:n5.03 cm x 5.28 cm:n aukolla aukolla ja 25 cm:n ja 25 cm:npolttovälillä varustettu Cassegrainpolttovälillä varustettu Cassegrainkaukoputkikaukoputki
12.5 cm:n12.5 cm:n skannaava spektrometri skannaava spektrometri spektrometrin polttotasossa kolmespektrometrin polttotasossa kolme
valomonistinputkidetektoriavalomonistinputkidetektoria