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マイクロ波放射計（MWR ）は、木星に送られたジュノー探査機に搭載された機器です。[2] MWRは、木星の深部大気を観測するための 多波長マイクロ波放射計です。[3] MWRは、波長 1.37〜50 cm 、周波数600 MHz〜22 GHzの放射を観測できます。[3] [4] これは、木星の大気圏数百マイルまたは数百キロメートルのこれまで観測されていなかった大気の特徴と化学物質の豊富さを観測するという目標をサポートしています。[3] MWRは、別々のアンテナを使用して、その範囲内で6つの異なる周波数を検出するように設計されています。[5]
MWRは木星のマイクロ波放射を観測し、惑星の深さ数百マイルまで見ることができます。[2] 2016年8月、ジュノーが木星に接近した際、MWRは表面雲層の下200〜250マイル（350〜400キロメートル）まで到達しました。[2] MWRは雲頂の下を観測するように設計されており、特に特定の化学物質の存在量を検出し、動的な特徴を決定します。[3]このような深さはこれまで観測されていませんでした。[3]
MWRは、ニューフロンティア計画の一環として、2011年8月5日（UTC ）に米国ケープカナベラルからジュノー宇宙船に搭載されて打ち上げられ、[6]地球スイングバイを含む惑星間旅を経て、2016年7月5日（UTC）に木星の極軌道に入った、 [7] [8]
MWRの電子機器はジュノー放射線貯蔵庫の中に設置されており、他の宇宙船の電子機器を保護するためにチタンが使用されている。 [4] [9] [1]アンテナと伝送線は、機器が機能できるように木星の放射線環境に対応できるように設計されています。[4]
目標
最大100バール（1451psi）の圧力下で酸素、窒素、硫黄の特徴と存在量を決定することは、木星の起源と性質を解明するのに役立つでしょう。 [3] MWRはまた、木星深部の水とアンモニアの量を検出するように設計されています。 [5]また、200バール（2901psi）までの大気の温度プロファイルを提供することもできます。[5]全体として、MWRは木星内部の約342マイル（550キロメートル）に相当する約1,000気圧（またはバールまたはkPa）の深さまで調べるように設計されています。 [10]（1バールは地球の海面での圧力、14.6psiとほぼ同じです。）
MWRが木星内部で探査しようとしている分子の一つは水であり、これが太陽系の形成を説明するのに役立つと期待されている。[11]内部を調査することで、木星がどのように、どこで形成されたかが明らかになり、ひいては地球の形成に光が当てられるかもしれない。[11]
2010年代に使用された当時、MWRは惑星間宇宙船に搭載されたわずか4つのマイクロ波放射計のうちの1つでした。[3]最初のものはマリナー2号で、マイクロ波機器を使用して、金星の高表面温度が大気圏上層ではなく地表から来ていることを判定しました。[5] [3]ロゼッタ彗星探査機やカッシーニ・ホイヘンスにも放射計タイプの機器が搭載されていました。[3]以前は、ガリレオ探査機が大気圏に降下する際に木星の大気を直接測定しましたが、圧力は22バールまででした。[5]しかし、MWRは1000バールの圧力まで深くまで観測できるように設計されています。[3]（1000バールは約14,500psi、つまり100000kPaです）
アンテナ
MWR には、ジュノー宇宙船の機体側面に取り付けられた、異なるサイズの 6 つの独立したアンテナがあります。 [10]宇宙船が回転すると (スピン安定化宇宙船です)、各アンテナは巨人の観測の「帯」を撮影します。[10] 6 つのアンテナのうち 5 つは、すべて宇宙船の片側にあります。[10] 6 番目で最大のアンテナは、ジュノーの機体の別の側面を完全に占めています。[10]
MWRアンテナ: [1] [10]パッチ アレイアンテナが2つ、スロットアレイアンテナが3つ、ホーンアンテナが1つあります。[10]
- 600 MHz/0.6 GHz 周波数/50 cm 波長 (最大のアンテナは宇宙船本体の片側を占め、パッチ アレイ アンテナです)
- 1.2 GHz (パッチ アレイ アンテナですが、片側に他の 5 つのアンテナとともに配置されています)
- 2.4 GHz (導波管スロットアレイ)
- 4.8 GHz (導波管スロットアレイ)
- 9.6 GHz (導波管スロットアレイ)
- 22GHz周波数/1.3cm光波長（ジュノー上部デッキのホーンアンテナ）
ジュノーが回転すると、アンテナは木星全体をスキャンし、それぞれの周波数/波長は目に見える雲の頂上の下の一定の距離を見ることができます。[10]
結果
2017年夏、MWRが木星で運用されていた際に木星に接近した際、大赤斑（GRS）の嵐の深部で温度変化を検出した。[12] 6回目の科学軌道であるペリジョーブ7号では、MWRは木星の大赤色嵐を表面層から数十キロメートル/マイルの深さまで測定した。[13]
アンモニアガスの分布は2017年に報告され、分析されました。[14]アンモニアに富む層と、北緯5度から20度にかけてのアンモニアに乏しい大気の帯が特定されました。[14]
最初の8回の周回中に、MWRは主に極地で数百の雷放電を検出しました。[15]
参照
- ガリレオ探査機（木星の大気圏探査機、1995年に進入・降下）
- 重力科学
- 木星オーロラ分布実験
- 波 (ジュノ)
参考文献
- ^ abc 「計器概要 – ジュノー」。spaceflight101.com 。 2017年2月3日閲覧。
- ^ abc Spacecom - 木星の縞模様は深く、ジュノー探査機からのその他の驚き - 2016年10月
- ^ abcdefghij Janssen, MA; Brown, ST; Oswald, JE; Kitiyakara, A. (2014-09-01). 「木星のジュノー：ジュノーマイクロ波放射計（MWR）」。 2014年第39回赤外線、ミリ波、テラヘルツ波に関する国際会議（IRMMW - THZ）。pp. 1–3。doi :10.1109/IRMMW- THz.2014.6956004。ISBN 978-1-4799-3877-3. S2CID 42435396。
- ^ abc Pingree, P.; Janssen, M.; Oswald, J.; Brown, S.; Chen, J.; Hurst, K.; Kitiyakara, A.; Maiwald, F.; Smith, S. (2008-03-01). 「木星を周回する極軌道衛星 Juno 用の 0.6 ～ 22 GHz のマイクロ波放射計」2008 IEEE 航空宇宙会議. pp. 1–15. CiteSeerX 10.1.1.473.3408 . doi :10.1109/AERO.2008.4526403. ISBN 978-1-4244-1487-1. S2CID 41709045。
- ^ abcde 「Instruments and Science Data Systems - Microwave Radiometers」。instrumentsanddatasystems.jpl.nasa.gov 。 2016年11月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年2月3日閲覧。
- ^ Dunn, Marcia (2011年8月5日). 「NASAの探査機、発射台のトラブル後、木星に向けて発射」NBCニュース。2013年12月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年8月31日閲覧。
- ^ チャン、ケネス（2016年7月5日）。「NASAのジュノー宇宙船が木星の軌道に入る」ニューヨークタイムズ。 2016年7月5日閲覧。
- ^ チャン、ケネス（2016年6月28日）。「NASAのジュノー宇宙船はまもなく木星に捕らわれる」ニューヨークタイムズ。 2016年6月30日閲覧。
- ^ ジュノーペイロード機器スイートの主要要件と駆動要件
- ^ abcdefgh 「木星軌道投入プレスキット | 科学概要」www.jpl.nasa.gov 。 2017年2月3日閲覧。
- ^ ab マッサー、ジョージ。「ジュノはどのようにして木星の渦巻く雲の下の奥深くまで覗くのか」。サイエンティフィック・アメリカン。 2018年7月25日閲覧。
- ^ 「ジュノーが大赤斑の深部を探る - Sky & Telescope」。Sky & Telescope。2017年12月12日。 2018年4月4日閲覧。
- ^ 「PIA22177のカタログページ」。photojournal.jpl.nasa.gov 。 2018年8月17日閲覧。
- ^ ab Ingersoll, Andrew P.; Adumitroaie, Virgil; Allison, Michael D.; Atreya, Sushil; Bellotti, Amadeo A.; Bolton, Scott J.; Brown, Shannon T.; Gulkis, Samuel; Janssen, Michael A. (2017-08-05). 「Junoマイクロ波放射計で測定された1～100バールの木星のアンモニア分布の影響」(PDF) .地球物理学研究レター. 44 (15): 7676–7685. Bibcode :2017GeoRL..44.7676I. doi :10.1002/2017gl074277. hdl : 2027.42/138332 . ISSN 0094-8276. PMC 7580824。PMID 33100420。S2CID 133882546 。
- ^ Brown, Shannon; Janssen, Michael; Adumitroaie, Virgil; Atreya, Sushil; Bolton, Scott; Gulkis, Samuel; Ingersoll, Andrew; Levin, Steven; Li, Cheng (2018年6月). 「木星の極付近の600メガヘルツでの優勢な雷軌道」. Nature . 558 (7708): 87–90. Bibcode :2018Natur.558...87B. doi :10.1038/s41586-018-0156-5. ISSN 0028-0836. PMID 29875484. S2CID 46952214.
外部リンク
- NASA ジュノー宇宙船と機器
- PIA22177: 木星の大赤斑のスライス