Микроволновый радиометр (Юнона) - Microwave Radiometer (Juno)

На этом виде сбоку от космического корабля видно несколько белых квадратов разного размера; на этой стороне пять из шести МВИ. антенны. Треугольная стрела справа - это Магнитометр (MAG) инструмент
Белый квадрат - самый большой MWR антенна, и занимает другую сторону космического корабля. Эта антенна рассчитана на 600 МГц.[1]
Эта визуализация, выпущенная НАСА, отображает слои, которые MWR будет наблюдать под верхним видимым слоем облаков.

СВЧ радиометр (MWR) - инструмент на Юнона орбитальный аппарат отправлен на планету Юпитер.[2] МВИ - многоволновое микроволновый радиометр для наблюдения за Юпитер глубоко атмосфера.[3] MWR может наблюдать излучение от 1,37 до 50 см в длина волны, от 600 МГц до 22 ГГц по частотам.[3][4] Это поддерживает его цель наблюдения ранее невидимых атмосферных характеристик и химического состава на сотни миль / км в атмосфере Юпитера.[3] MWR предназначен для обнаружения шести различных частот в этом диапазоне с использованием отдельных антенн.[5]

MWR наблюдает за микроволновым излучением Юпитера, так что он может видеть до сотен миль вглубь планеты.[2] В августе 2016 г. Юнона Подлетевший близко к планете, MWR достиг глубины от 350 до 400 километров под приземным слоем облаков.[2] MWR предназначен для проведения наблюдений ниже верхней границы облаков, особенно для определения содержания определенных химических веществ и определения динамических характеристик.[3] Раньше подобного региона не наблюдалось.[3]

MWR был запущен с борта Юнона космический корабль 5 августа 2011 г. (универсальное глобальное время ) с мыса Канаверал, США, в составе Программа New Frontiers,[6] и после межпланетного путешествия, включающего обход Земли, вошел в полярная орбита Юпитера 5 июля 2016 г. (UTC),[7][8]

Электроника для MWR расположена внутри Радиационное хранилище Джуно, который использует титан для защиты его и другой электроники космического корабля.[4][9][1] Антенны и линии передачи предназначены для работы с радиационной средой на Юпитере, чтобы прибор мог работать.[4]

Цели

Определение особенностей и распространенности кислород, азот, и сера при давлении до 100 бар (1451 фунт / кв. дюйм) прольет свет на происхождение и природу Юпитера.[3] Он также предназначен для определения количества воды и аммиак глубоко внутри Юпитера.[5] Он также должен обеспечивать температурный профиль атмосферы до 200 бар (2901 фунт / кв. Дюйм).[5] В целом MWR рассчитан на то, чтобы смотреть на глубину примерно 1000 атмосферы (или Барс, или кПа), что на глубине около 550 километров внутри Юпитера.[10] (1 бар - это примерно давление на уровне моря, 14,6 фунтов на квадратный дюйм)

Одна из молекул, которую MR должен искать внутри Юпитера, - это вода, которая, как ожидается, поможет объяснить образование Солнечной системы.[11] Изучив внутреннее пространство, можно понять, как и где образовался Юпитер, что, в свою очередь, поможет понять формирование Земли.[11]

На момент использования в 2010-х годах это был один из четырех микроволновых радиометров, которые использовались на межпланетных космических кораблях.[3] Первый был Маринер 2, который использовал микроволновый прибор для определения высокой температуры поверхности Венеры, исходящей от поверхности не выше в атмосфере.[5][3] Также есть приборы радиометрического типа на Розетта кометный зонд, и Кассини-Гюйгенс.[3] Ранее Галилео зонд непосредственно измерил атмосферу Юпитера на месте когда он спустился в атмосферу, но только до 22 бар давления.[5] Однако MWR рассчитан на то, чтобы смотреть на глубину до 1000 бар.[3] (1000 бар составляет около 14 500 фунтов на квадратный дюйм или 100000 кПа)

Антенны

MWR имеет шесть отдельных антенн разного размера, которые устанавливаются по бокам Юнона корпус космического корабля.[10] Когда космический корабль поворачивается (это спин-стабилизированный космический корабль) каждая антенна берет "полосу" наблюдений за гигантом.[10] Пять из шести антенн находятся на одной стороне космического корабля.[10] Шестая и самая большая антенна полностью заполняет другую сторону Юнона тело.[10]

Антенны MWR:[1][10] MWR имеет шесть антенн с двух сторон (всего шесть сторон) Juno.[10] Есть два пластырь антенные решетки, три массива слотов и один рупорная антенна.[10]

  • Частота 600 МГц / 0,6 ГГц / длина волны 50 см (самая большая антенна занимает одну сторону корпуса космического корабля и является антенной решеткой)
  • 1,2 ГГц (также патч-матричная антенна, но с другими пятью антеннами с одной стороны)
  • 2,4 ГГц (решетка волноводных щелей)
  • 4,8 ГГц (решетка волноводных щелей)
  • 9,6 ГГц (решетка волноводных щелей)
  • Частота 22 ГГц / длина волны 1,3 см (рупорная антенна на верхней палубе Юнона)

В качестве Юнона поворачивает антенны, проходящие через Юпитер, каждая частота / длина волны способна видеть на определенном расстоянии ниже видимых вершин облаков.[10]

Смотрите также Отражательная антенная решетка и Щелевая антенна

Полученные результаты

Во время близкого прохода летом 2017 года, когда MWR работал на Юпитере, он обнаружил изменения температуры глубоко внутри шторма Большое красное пятно (GRS).[12] На Perijove 7, которая была шестой научной орбитой, MWR снял показания большой красной бури Юпитера на глубину в несколько десятков километров ниже поверхностных слоев.[13]

Отчет о распределении газообразного аммиака был проведен в 2017 году и проанализирован.[14] Был идентифицирован слой, богатый аммиаком, а также пояс бедной аммиаком атмосферы от 5 до 20 градусов северной широты.[14]

В течение первых восьми витков WMR зарегистрировал сотни разрядов молний, ​​в основном в полярных регионах.[15]

Слои атмосферы Юпитера и соответствующие каналы МВИ

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c "Обзор инструмента - Юнона". spaceflight101.com. Получено 2017-02-03.
  2. ^ а б c Spacecom - Полосы Юпитера углубляются и другие сюрпризы от Juno Probe - октябрь 2016 г.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я j Janssen, M. A .; Браун, С. Т .; Освальд, Дж. Э .; Китиякара, А. (01.09.2014). Juno на Юпитере: микроволновый радиометр Juno (MWR). 2014 39-я Международная конференция по инфракрасным, миллиметровым и терагерцовым волнам (IRMMW-THZ). С. 1–3. Дои:10.1109 / IRMMW-THz.2014.6956004. ISBN  978-1-4799-3877-3. S2CID  42435396.
  4. ^ а б c Pingree, P .; Janssen, M .; Oswald, J .; Brown, S .; Chen, J .; Hurst, K .; Китиякара, А .; Maiwald, F .; Смит, С. (2008-03-01). Микроволновые радиометры от 0,6 до 22 ГГц для Juno, полярного орбитального аппарата вокруг Юпитера. Конференция IEEE Aerospace 2008 г.. С. 1–15. CiteSeerX  10.1.1.473.3408. Дои:10.1109 / AERO.2008.4526403. ISBN  978-1-4244-1487-1. S2CID  41709045.
  5. ^ а б c d е "Приборы и научные информационные системы - микроволновые радиометры". toolsanddatasystems.jpl.nasa.gov. Архивировано из оригинал в 2016-11-30. Получено 2017-02-03.
  6. ^ Данн, Марсия (5 августа 2011 г.). "Зонд НАСА взлетает к Юпитеру из-за препятствий на стартовой площадке". Новости NBC. Получено 31 августа, 2011.
  7. ^ Чанг, Кеннет (5 июля 2016 г.). «Космический корабль НАСА Juno выходит на орбиту Юпитера». Нью-Йорк Таймс. Получено 5 июля, 2016.
  8. ^ Чанг, Кеннет (28 июня 2016 г.). «Космический корабль НАСА Juno скоро окажется в тисках Юпитера». Нью-Йорк Таймс. Получено 30 июня, 2016.
  9. ^ Основные и управляющие требования для набора инструментов Juno Payload
  10. ^ а б c d е ж грамм час я "Пресс-кит по установке на орбиту Юпитера | Обзор науки". www.jpl.nasa.gov. Получено 2017-02-03.
  11. ^ а б Мюссер, Джордж. "Как Юнона заглянет глубоко под клубящиеся облака Юпитера". Scientific American. Получено 2018-07-25.
  12. ^ "Юнона исследует глубины Большого Красного Пятна - Небо и телескоп". Небо и телескоп. 2017-12-12. Получено 2018-04-04.
  13. ^ "Страница каталога для PIA22177". photojournal.jpl.nasa.gov. Получено 2018-08-17.
  14. ^ а б Ингерсолл, Эндрю П .; Adumitroaie, Вергилий; Эллисон, Майкл Д .; Атрея, Сушил; Беллотти, Амадео А .; Болтон, Скотт Дж .; Браун, Шеннон Т .; Гулкис, Самуэль; Янссен, Майкл А. (2017-08-05). «Влияние распределения аммиака на Юпитер от 1 до 100 бар, измеренное микроволновым радиометром Juno» (PDF). Письма о геофизических исследованиях. 44 (15): 7676–7685. Bibcode:2017GeoRL..44.7676I. Дои:10.1002 / 2017gl074277. HDL:2027.42/138332. ISSN  0094-8276.
  15. ^ Браун, Шеннон; Янссен, Майкл; Adumitroaie, Вергилий; Атрея, Сушил; Болтон, Скотт; Гулкис, Самуэль; Ингерсолл, Эндрю; Левин, Стивен; Ли, Ченг (июнь 2018 г.). «Преобладающие сферики молний на 600 мегагерц вблизи полюсов Юпитера». Природа. 558 (7708): 87–90. Bibcode:2018Натура 558 ... 87Б. Дои:10.1038 / s41586-018-0156-5. ISSN  0028-0836. PMID  29875484. S2CID  46952214.

внешняя ссылка