명왕성 에너지 입자 분광계 과학 조사

Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation
뉴호라이즌스 7개 악기 중 PEPSSI의 위치를 가리킨다.

명왕성 에너지 입자 분광계 과학조사(PEPSSI)는 명왕성에 대한 뉴호라이즌스 우주탐사기의 기구로, 명왕성에 대한 뉴호라이즌스 우주탐사기를 넘어 이온과 전자를 측정하도록 설계됐다.[1]구체적으로는 2015년 플라이비 때 명왕성 대기권에서 빠져나온 이온을 측정하는 데 초점을 맞추고 있다.[2]그것은 우주선에 탑재된 7개의 주요 과학 기구 중 하나이다.[2]이 우주선은 2006년에 발사되었고, 이듬해 목성에 의해 비행했으며, 2015년에 명왕성에 착륙했고, 그곳에서 PEPSI는 계획된 데이터 수집을 기록하고 지구로 다시 전송할 수 있었다.[3][4]

PEPSSI는 명왕성의 대기에서 우주로의 대기 손실 비율을 이해하도록 설계되었으며, 이는 우주로 혜성 같은 대기 손실을 경험하게 된다.[5][1]이온들은 명왕성을 통과한 주변의 태양풍과 섞인다.[4]비행 중에 PEPSSI는 매일 데이터를 지구로 보냈다.[6]명왕성으로 여행하는 동안, PEPSSI는 행성간 매체에 대한 데이터를 기록하는 데도 사용되었다.[7]목성과 목성의 자석에 대한 데이터도 2007년 그 행성 비행 동안 PEPSSI에 의해 수집되었다.[8]명왕성을 넘어 카이퍼 벨트로 들어가는 PEPSSI는 태양풍이 성간 바람과 어떻게 상호작용하는지를 연구하는데 사용될 수 있으며, 보이저호에서 나오는 데이터 더미를 뉴호라이즌스의 궤적과 비슷한 방향으로 태양계를 빠져나갔다.[9]

PEPSSI에 의해 확인되지 않은 기대 중 하나는 태양빛이 명왕성의 대기에서 명왕성 주위에 커다란 이온화 가스의 거품을 만들 것이라는 것이었다.[10]PEPSSI는 대기 손실률이 예상치의 0.01%에 불과하고, 태양풍과의 상호작용 영역은 예상보다 훨씬 작다는 것을 발견했다.[10]

디자인

PEPSSI는 뉴호라이즌스의 7대 계측기 중 하나로, SWAP와 함께 이온을 검출하도록 설계됐다.[11]이온은 두 개의 포일을 뚫고 들어와 통과하는데, 이 포일을 통과할 때 타이밍이 맞춰져 고체 상태의 검출기에 부딪힌다.[11]두 포일 사이의 비행 시간은 입자 질량을 결정하는 데 도움이 되고, 검출기는 에너지를 측정하며, 이로부터 입자의 구성은 특정 매개변수 내에서 결정될 수 있다.[11]이 기구는 명왕성의 대기를 "맛을 보기" 위해 고안되었으며, 디자인은 저체중, 저전력, 명왕성에서 오는 대기손실의 성격을 이해하는 것을 지향한다.[11]

PEPSI는 콤팩트한 저전력 이온 측정 장치로 계측기의[5] 비행형태로 약 10 keV에서 1 MeV까지의 이온을 12도 원호 모양의 팬 형태로 검출하는 설계다.[1]이 장치는 1.5 kg(3.31 lb)의 질량을 가지며 약 2.5 와트의 전력을 소비할 수 있다.[1]이온화된 입자는 두 개의 마이크로 채널 판을 통과하며, 이러한 검출 사이의 시간 동안 기록된 시간을 가진다.[12]이 구간을 지나면 고체 상태의 실리콘 검출기가 있다.[12]설계는 비행 구간 시간 동안 자석을 사용하지 않도록 하여 계측기의 중량 및/또는 전력 절감 효과를 향상시켰다.[13]

160 X 12도 시야는 각각 25 X 12도 시야를 가진 6개의 검출기로 덮여 있다.[12]입자가 어느 검출기에 도달했는지를 기록함으로써 입자의 전체적인 방향을 파악할 수 있다.[12]

낮은 전력 사용 및 중량 요건을 충족하기 위해 이 장치는 응용 프로그램별 집적회로(ASIC)를 사용하였다.[7]

PEPSSI는 에너지 입자 분광계라고 불리는 디스커버리 프로그램의 MENSER(수성 행성 탐사선, 2004/2015년 발사)에 탑재된 계측기를 기반으로 한다.[12]PEPSSI는 낮은 에너지 이온을 지향하는 SWAP의 초점을 보완한다.[12]PEPSSI는 약 10 keV에서 1000 keV까지의 에너지로 이온을 측정하는 반면, SWAP는 25 - 7.5 keV의 이온을 측정한다.[12]

PEPSSI는 1980년대와 1990년대로 거슬러 올라가면서 전자 검출과 관련된 무게와 전력 소비를 줄이기 위한 향상된 설계를 가지고 있다.[9]메신저에 있는 기구는 명왕성 플라이바이 임무에 대한 제안 기간용 기구에 기초했다.[9]이 설계는 1980년대에 이온을 검출하기 위해 몇 가지 유산을 기기로 거슬러 올라갈 수 있다.[14]

사양

사양:[1][15]

  • 질량: 1.5kg(3.31파운드), 1475g[15]
  • 전력 사용: ~ 2.5와트
  • 시야: 160°×12°
  • 이온 에너지 감지 범위: 20 keV ~ 1 MeV[16]

참고 항목

참조

  1. ^ a b c d e McNutt, Ralph L.; Livi, Stefano A.; Gurnee, Reid S.; Hill, Matthew E.; Cooper, Kim A.; Andrews, G. Bruce; Keath, Edwin P.; Krimigis, Stamatios M.; Mitchell, Donald G. (October 2008). "The Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation (PEPSSI) on the New Horizons Mission". Space Science Reviews. 140 (1–4): 315–385. arXiv:0709.4428. Bibcode:2008SSRv..140..315M. doi:10.1007/s11214-008-9436-y. ISSN 0038-6308. S2CID 121584795.
  2. ^ a b Talbert, Tricia (2015-03-25). "Spacecraft and Instruments". NASA. Retrieved 2018-10-20.
  3. ^ [1]
  4. ^ a b Gipson, Lillian (2015-07-01). "New Horizons Color Images Reveal Two Distinct Faces of Pluto". NASA. Retrieved 2018-10-20.
  5. ^ a b L., McNutt, Ralph; E., Hill, Matthew; M., Lisse, Carey; Peter, Kollmann; Fran, Bagenal; M., Krimigis, Stamatios; J., McComas, David; A., Elliott, Heather; J., Wolk, Scott (November 2015). "Escape of Pluto's Atmosphere: In Situ Measurements from the Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation (PEPSSI) instrument on New Horizons and Remote Observations from the Chandra X-ray observatory". AAA/Division for Planetary Sciences Meeting Abstracts #47. 47: 105.09. Bibcode:2015DPS....4710509M.
  6. ^ Gipson, Lillian (2015-07-01). "New Horizons Color Images Reveal Two Distinct Faces of Pluto". NASA. Retrieved 2018-10-27.
  7. ^ a b Paschalidis, Nicholas; McNutt, Ralph (2010-01-01). "ASICs for the Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation on NASA's New Horizons mission to Pluto". 38Th Cospar Scientific Assembly. 38: 3. Bibcode:2010cosp...38.2235P.
  8. ^ McNutt, Ralph L.; Livi, Stefano A.; Gurnee, Reid S.; Hill, Matthew E.; Cooper, Kim A.; Andrews, G. Bruce; Keath, Edwin P.; Krimigis, Stamatios M.; Mitchell, Donald G.; Tossman, Barry; Bagenal, Fran; Boldt, John D.; Bradley, Walter; Devereux, William S.; Ho, George C.; Jaskulek, Stephen E.; Lefevere, Thomas W.; Malcom, Horace; Marcus, Geoffrey A.; Hayes, John R.; Moore, G. Ty; Perry, Mark E.; Williams, Bruce D.; Wilson, Paul; Brown, Lawrence E.; Kusterer, Martha B.; Vandegriff, Jon D. (2008). "The Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation (PEPSSI) on the New Horizons Mission" (PDF). Space Science Reviews. 140 (1–4): 315–385. arXiv:0709.4428. Bibcode:2008SSRv..140..315M. doi:10.1007/s11214-008-9436-y. S2CID 121584795.
  9. ^ a b c https://pds-ppi.igpp.ucla.edu/data/NH-P-PEPSSI-2-PLUTO-V3.0/DOCUMENT/pepssi_ssr.pdf[bare URL PDF]
  10. ^ a b 켈리 비티 - 명왕성의 대기는 연구원들을 혼란스럽게 한다 (2016년 3월 25일 - 하늘과 망원경 잡지
  11. ^ a b c d [2]
  12. ^ a b c d e f g Russell, C. T. (2009-02-28). New Horizons: Reconnaissance of the Pluto-Charon System and the Kuiper Belt. Springer Science & Business Media. ISBN 9780387895185.
  13. ^ http://www.boulder.swri.edu/pkb/ssr/ssr-pepssi.pdf[bare URL PDF]
  14. ^ McNutt, 등 - 뉴호라이즌스 미션에 대한 명왕성 에너지 입자 분광계 과학 조사(PEPSSI)
  15. ^ a b pluto.jhuapl.edu http://pluto.jhuapl.edu/Mission/Spacecraft/Payload.php. Retrieved 2019-01-03. {{cite web}}:누락 또는 비어 있음 title=(도움말)
  16. ^ "ASICs for the Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation on NASA's New Horizons mission to Pluto". ResearchGate. Retrieved 2019-01-03.

외부 링크