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 高速オーロラスナップショット探査衛星 | |
| 名前 | エクスプローラー-70 ファスト SMEX-2 |
|---|---|
| ミッションタイプ | オーロラプラズマ物理学 |
| オペレーター | NASA /ゴダード 宇宙科学研究所 |
| コスパーID | 1996-049A |
| SATCAT番号 | 24285 |
| Webサイト | http://sprg.ssl.berkeley.edu/fast/ |
| ミッション期間 | 3年（計画） 12年8ヶ月（実績） |
| 宇宙船の特性 | |
| 宇宙船 | エクスプローラー LXX |
| 宇宙船の種類 | 高速オーロラスナップショットエクスプローラー |
| バス | 速い |
| メーカー | ゴダード宇宙飛行センター |
| 打ち上げ質量 | 187 kg (412 ポンド) |
| ペイロード質量 | 65.3 kg (144 ポンド) |
| 寸法 | 1.02 × 0.93 m (3 フィート 4 インチ × 3 フィート 1 インチ) |
| 力 | 60ワット |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 1996年8月21日 09:47:26 UTC |
| ロケット | ペガサスXL（F13） |
| 発射場 | ヴァンデンバーグ空軍基地、スターゲイザー |
| 請負業者 | オービタル・サイエンシズ・コーポレーション |
| 入隊 | 1996年8月21日 |
| ミッション終了 | |
| 無効化 | 2009年5月4日 |
| 最後の連絡 | 2009年5月4日 |
| 軌道パラメータ | |
| 参照システム | 地球中心軌道 |
| 政権 | 低軌道 |
| 近地点高度 | 346.8 km (215.5 マイル) |
| 遠地点高度 | 3,497.8 km (2,173.4 マイル) |
| 傾斜 | 82.97° |
| 期間 | 125.43分 |
| 楽器 | |
| 電界およびラングミュアプローブ実験 静電分析装置（ESA） 飛行時間エネルギー角質量分析装置（TEAMS） 三軸フラックスゲートおよびサーチコイル磁力計 | |
 高速ミッションパッチ | |
高速オーロラスナップショット探査機( FASTまたはExplorer 70 )は、 NASA の プラズマ物理衛星であり、小型探査機プログラム(SMEX) の 2 番目の宇宙船でした。1996 年 8 月 21 日にヴァンデンバーグ空軍基地からペガサス XL ロケットで打ち上げられました。この宇宙船は、NASA のゴダード宇宙飛行センター(GSFC)によって設計および構築されました。飛行運用は最初の 3 年間 GSFC によって処理され、その後カリフォルニア大学バークレー校の宇宙科学研究所に移管されました。
ミッション
FASTは、地球の両極で発生するオーロラ現象のプラズマ物理学を観測・測定するために設計された。[1] 2002年頃に電場実験が故障したが、他のすべての機器は2009年5月4日に科学運用が終了するまで正常に動作し続けた。 [2]その後、さまざまな工学試験が行われた。[2]
FAST は、完全な粒子およびフィールド機器を使用して、極めて高い時間および空間分解能でオーロラ現象のプラズマ物理学を調査します。FAST は、NASA-GSFC の小型探査機 (SMEX) プログラムにおける 2 番目の宇宙船です (1 番目は SAMPEX)。SMEX は、指定された 1 人の主任研究員 (PI) を使用して、宇宙科学コミュニティに迅速な (3 年間の開発)、低コスト (3,500 万ドルの開発) ミッションの機会 (年間 1 回) を提供するために設立されました。 [ 1]
FAST は、短時間 (マイクロ秒) および空間スケールでオーロラ現象を捉えるために、高速データ サンプリング、大容量の高速読み込み (「バースト」) メモリ、およびさまざまな主要現象の発生をトリガーするスマートなオンボード ソフトウェアを活用しています。1 Gb のソリッドステートメモリと 8 Mbs のデータ取得速度 (以前の衛星よりもほぼ 2 桁高速) を使用して、FAST はオーロラ アークやその他の興味深いオーロラ イベントの高解像度の「スナップショット」を生成します。FAST は、公称 1 日あたり 1° の歳差運動をする、非常に偏心した極軌道を飛行します。科学的調査は、遠地点が北のオーロラ ゾーンを通過する間 (約 60 日間) にキャンペーン モード、残りの軌道ではそれほど激しくない調査モードで行われます。[1]
宇宙船
FAST ミッションは、SMEX プロジェクトによって開発された独自の (SAMPEX 派生ではない) 軽量の軌道垂直型スピナー宇宙船を使用します。宇宙船は、ボディにソーラー アレイを搭載し、スピン安定化されており、スピン軸が軌道面に対して垂直 (「車輪」) で 12 rpmで回転します。4 つの FAST 実験は、(1) 電子およびイオン分布関数を測定する静電分析装置 (ESA)、(2) 主要イオン種の完全な 3 次元分布関数を測定する飛行時間エネルギー角質量分析装置 (TEAMS)、(3) 磁場データを測定する 3 軸フラックスゲートおよびサーチコイル磁力計、(4) 電場データとプラズマ密度および温度を取得するための電場/ラングミュア プローブ装置です。FAST 電場装置は 2002 年頃に意味のあるデータの提供を停止しましたが、他のすべての装置およびシステムは引き続き正常に機能しています。[1]
実験
電場とラングミュアプローブ実験
FAST 電界計測器には 10 個のセンサーがあり、4 本の 29 m ラジアルワイヤブーム (24 m と 29 m) にそれぞれ 2 個、2 本の固定 3 m 軸方向ブームにそれぞれ 1 個ずつあります。最も外側の 4 個のセンサーを除くすべてのセンサーは、電流収集ラングミュアプローブとしても動作できます。同様の計測器が S3-3、ISEE-1、CRRES、Polar、Cluster に搭載されました。この計測器は、次の機能を提供するように設計されています。0.03 ms のサンプリング分解能で 0.1 mV/m ～ 1 V/m のダイナミックレンジにわたって DC から約 20 kHz の電界をベクトル測定。32 ms のサンプリング分解能で最大 2 MHz の AC 電界波形を測定。0.03 ms の時間分解能で高周波の主要周波数と振幅を連続的に監視。 0.1～20%のダイナミックレンジで少なくとも1msの時間分解能で密度変動を測定。異なるアンテナ間の時間遅延を0.03msまでの時間分解能で測定。オンボード干渉技術と複数のセンサー分離を使用して最大20kHzの周波数の波長測定。FAST電界計は2002年頃に意味のあるデータの提供を停止しました。[3]
静電分析装置 (ESA)
4 つのスタックに構成された16 個の静電分析装置(ESA) は、電子とイオンの両方の測定に使用されます。4 つのスタックは宇宙船の周囲に配置され、パッケージ全体に 360°の視野(FoV) が提供されます。ESA は、約 3 eV から 30 KeV までを 1 秒あたり最大 16 回カバーする 64 ステップのエネルギー スイープを提供できます。各 ESA スタックには、高時間分解能の電子測定に使用される 3 つのステップ ESA (SESA) 分析装置と、詳細な分布測定に使用される単一のイオンまたは電子分光計 (IESA または EESA) が含まれています。EESA と IESA は、エネルギー範囲をステップスルーし、32 ピッチ角セクターで 24、48、または 96 のエネルギー サンプルを収集します。標準モード (24 サンプル) では、78 ミリ秒ごとにピッチ角分布を測定します。その他のモードでは、時間とエネルギー分解能の間で交互にトレードオフが可能です。 SESAセンサーは、動作モードに応じて、16のピッチ角ビンと6、12、24、または48のエネルギービンを含む分布を測定します。6つのエネルギーの配列の最小サンプル時間は1.6ミリ秒です。角度分解能は、EESA/IESAでは11.2°、SESAでは22.5°です。[4]
飛行時間エネルギー角質量分析計 (TEAMS)
TEAMS (飛行時間型エネルギー角質量分析計) は、瞬時 360*8° の視野を持つ高感度質量分解分光計です。主要なイオン種 (H+、He++、He+、O+、O2+、NO+) の完全な 3 次元分布関数を測定するように設計されています。このセンサーは、CLUSTER ミッションの CODIF センサーと非常によく似ており、AMPTE-IRM (SULEICA、3D プラズマ装置) に搭載された装置にまで遡ります。TEAMS は、トロイダル セクション分析器での静電偏向によって電荷あたりのエネルギー (1.2 eV/e ～ 12 keV/e) に応じて入射イオンを選択し、その後加速 (最大 25 keV/e) と飛行時間(ToF) 分析を行います。個々のイオンについて、機器は電荷あたりのエネルギー (静電分析装置)、電荷あたりの質量 (ToF 分析装置)、入射方位角 (宇宙船のスピンにより決定、5.6° または 11.2° の分解能)、および入射極角 (ToF ユニットのセクター分割により決定、22.5° セクター) を測定します。測定モードに応じて、完全なエネルギー スイープがスピン周期あたり 32 回または 64 回実行されるため、156 ミリ秒または 78 ミリ秒ごとに極角の分布関数の 2 次元カットが提供されます。1 つの完全な 3 次元イオン分布関数は、スピン周期の半分 (2.5 秒) で取得されます。機器の対称軸は、宇宙船のスピン軸と宇宙船の表面に対して垂直です。TEAMS は、さまざまなデータ取得モードで動作します。調査分布モードでは、H+、O+、He+、および He++ を高角度 (64) および高エネルギー (48) 分解能でサンプリングします。時間分解能は、最低 80 ミリ秒 (低速サーベイ) から最高 10 ミリ秒 (高速サーベイ) まで可能です。高質量分布モードでは、高質量 (64) 分解能を使用してマイナー種を識別します。このモードでは角度 (16) とエネルギー (16) の分解能は低く、時間分解能は 80 ミリ秒 (低速) から 20 ミリ秒 (高速) まで変化します。バースト モードでは、4 つの主要なイオン種のデータが提供され、最高の時間 (0.08 ミリ秒)、角度 (16)、エネルギー (48) 分解能が得られます。追加の測定モードは、極チャネル、モニター レート、および PHA イベント向けです。[5]
3軸フラックスゲートおよびサーチコイル磁力計
FAST 磁場計測装置には、DC フラックスゲート磁力計と交流(AC) サーチコイル磁力計が含まれます。フラックスゲート磁力計は、非常に安定した低ノイズのリングコアセンサーを使用した 3 軸計測装置です。シールドされたハウジング内で宇宙船本体から 2 メートル (6 フィート 7 インチ) 離れたブームに取り付けられています。DC から 100 Hz までの磁場情報を 16 ビットのアナログ/デジタル コンバーターに提供します。時間分解能は 2 ミリ秒で、50 Hz 未満の感度は 1 nT近くになります。サーチコイル磁力計 (これもブームに取り付けられています) は、積層パーマロイ コア、巻線、およびプリアンプを含む 3 軸センサー システムを使用します。設計はOGO-5計測装置に基づいており、機密プロジェクトで実装された最近の開発が反映されています。信号は、アナログからデジタルへの変換前に電子機器でさらに増幅されます。 AC磁場測定は、10Hz～2.5kHzの周波数範囲にわたって、時間分解能0.1ms、周波数依存感度10^-8～10^-10nT^2/Hzで提供される。[6]
ミッション終了
FASTの運用は2009年5月4日に終了した。[1]
参照
参考文献
- ^ abcde 「表示: FAST (1996-049A)」。 NASA。 2021年10月28日。2021 年11 月 28 日に取得。
この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ ab 「ニュースとイベント」。FAST教育と公共アウトリーチ。カリフォルニア大学バークレー校。 2015年9月5日閲覧。
- ^ 「実験：電界とラングミュアプローブ実験」NASA。2021年10月28日。 2021年11月28日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ 「実験：静電分析装置（ESA）」NASA。2021年10月28日。 2021年11月28日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ 「実験：飛行時間型エネルギー角質量分析計（TEAMS）」NASA。2021年10月28日。 2021年11月28日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ 「実験：3軸フラックスゲートおよびサーチコイル磁力計」NASA。2021年10月28日。 2021年11月28日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズの FAST に関連するメディア
- カリフォルニア大学バークレー校のFASTウェブサイト
- FAST 教育および広報ウェブサイト
- NASA 科学ミッション局による FAST ウェブサイト
- NASA ゴダード宇宙飛行センターの FAST ウェブサイト (アーカイブ)