PFS – Mars Express

PFS – Mars Express

Bloki zbudowane w CBK PAN

TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej

Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 1_PFS / 26.02.2004 / strona 1



Próba zaprojektowania spektrometru fourierowskiego - Planetary Fourier Spectrometer (PFS) dla misji ESA - Mars Express

Interferometr Michelsona




Dwa typy pomiarów za pomocą spektrometrów

fourierowskich










Zalety spektrometrów fourierowskich:

•Wysoka czułość optyczna,

•Wysoka czułość energetyczna,

•Pomiar całego spektrum w tym samym momencie,

•Rozdzielczość ograniczona przede wszystkim częstotliwością próbkowania,

•Duży zakres spektralny ograniczony przesuwem zwierciadła,

•Możliwośc bezpośredniej obróbki matematycznej na sygnale z uwzględnieniem charakterystyki przyrządu.

Wady spektrometrów fourierowskich:

•Złożoność konstrukcji




Przykład spektrometru fourierowskiego -

egzemplarz prototypowy (laboratoryjny) wykonany dla

misji CESAR




Założenia dla PFS:

•Dwa kanały pomiarowe: SW 1.2 -5.0m, LW 5-50 m, lub SW 2000-8000 cm-1, LW 230-2000 cm-1

•Rozdzielczość spektralna 2cm -1,

•Pole widzenia 2 deg,

•Detektory: SW PbSe, 0,7x0,7mm, NEP 1*10-12 W/Hz^.5, LW LiTaO3,1.4 mm, 4* 10-10 W/Hz^.5

•Interferometr typu „double pendulum”, zwierciadła „cubic corner reflectors”,

•Ruch zwierciadeł +/- 15mm, zmiana drogi optycznej 5mm

•Czas pomiaru 4.5sek,

•Interferogram dwustronny, SW 16384 próbki / 608nm, LW 4096 próbek / 2432nm,

•Laser referencyjny : dioda laserowa stabilizowana termicznie 1216 nm, zero-cross detection

•Spektrogram: SW 8192 punkty, LW 2048 punktów, dynamika 6000 poziomów,

•Obróbka FFT na pokładzie SW 3.35sek, LW 0.83sek, pamięć 32Mbits,

•Masa około 30kg, z czego 20kg to blok interferometru,

•Pobór mocy około 40W




Artystyczna wizja satelity Mars Express






Aparatura naukowa umieszczona na satelicie Mars

Express

Próba zaprojektowania spektrometru fourierowskiego - Planetary Fourier Spectrometer (PFS) dla misji ESA - Mars

Express




Start 2 czerwca 2003 z Bajkonuru

Wejście na orbitę marsjańską 24 grudnia 2003

Oddzielenie się lądownika Beagle 19

grudnia 2003


Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 1_PFS / 26.02.2004 / strona 13Próba zaprojektowania spektrometru fourierowskiego - Planetary Fourier Spectrometer (PFS) dla

misji ESA - Mars Express




Interferometr spektrometru fourierowskiego PFS




Bloki elektroniki (interferometru z lewej, procesora centralnego powyżej) spektrometru fourierowskiego PFS



Próba zaprojektowania spektrometru fourierowskiego - Planetary Fourier Spectrometer

(PFS) dla misji ESA - Mars Express

System blokowania interferometru spektrometru fourierowskiego PFS




Interferometr

Centralny procesor

Zasilacz

Skaner




Basic technical parameters of the scanner

dimensions 259x180x175.5 mm,mass 3,5 kg,diameter of the entrance window 88 mm,diameter of the exit window 78 mm,number of pre-defined positions 8,

measurement positions nadir,±12.50,±250,calibration positions SWC, LWC, cold space,

power consumption:normal or sleeping mode 0.5 W,calibration mode 4 W,mirror positioning mode 5.5 W




SCANER FIELD OF VIEW

25░

88

148

+Z

+X

COLD SPACE

Pt100Pt100

43░

25░12.5░12.5░




Testy skanera spektrometru fourierowskiego PFS

Documents

PFS – Mars Express