ニューホライズンズ に搭載された7つの機器のうち、PEPSSIの位置は以下のように示されています。冥王星高エネルギー粒子分光科学調査 ( PEPSSI ) は、冥王星 とその先を目指すニュー ホライズンズ 宇宙探査機に搭載された機器で、イオンと電子を測定するように設計されています。 [ 1 ] 特に、2015 年のフライバイ中に 冥王星の大気 から放出されるイオンの測定に重点を置いています。[ 2 ] これは、宇宙船に搭載されている 7 つの主要な科学機器の 1 つです。[ 2 ] 宇宙船は 2006 年に打ち上げられ、翌年に木星をフライバイし、2015 年に冥王星をフライバイし、そこで PEPSSI は計画されたデータ収集を記録して地球に送信することができました。[ 3 ] [ 4 ]
PEPSSIは、彗星のように宇宙空間に大気が 失われると考えられている冥王星の大気の損失率を理解するのに役立つように設計されています。 [ 5 ] [ 1 ] これらのイオンは、冥王星を通過した周囲の太陽風 と混ざり合います。 [ 4 ] フライバイの間、PEPSSIは毎日地球にデータを送信しました。[ 6 ] 冥王星への旅の間、PEPSSIは惑星間空間 に関するデータを記録するためにも使用されました。[ 7 ] 木星とその磁気尾に関するデータも、2007年の木星フライバイ中にPEPSSIによって収集されました。[ 8 ] 冥王星を超えてカイパーベルトに入ると、PEPSSIは太陽風が星間風とどのように相互作用するかを研究するために使用でき、ニューホライズンズ の軌道と同様の方向に太陽系 を離れたボイジャーからのデータに追加されます。[ 9 ]
PEPSSIによって確認されなかった予想の1つは、太陽光が冥王星の大気から電離ガスの大きな泡を冥王星の周囲に作るというものであった。[ 10 ] PEPSSIは、大気の損失率は予想のわずか0.01パーセントであり、太陽風との相互作用領域は予想よりもはるかに小さいことを発見した。[ 10 ]
デザイン PEPSSIはニューホライズンズ に搭載された7つの主要機器の1つで、SWAPとともにイオンを検出するように設計されています。[ 11 ] イオンは入射して2枚の箔を通過し、これらの箔を通過する際に時間が計測され、その後固体検出器に到達します。[ 11 ] 2枚の箔間の飛行時間は粒子の質量を決定するのに役立ち、検出器はエネルギーを測定し、これによって特定のパラメータ内で粒子の組成を決定できます。[ 11 ] この機器は冥王星の大気を「味わう」ように設計されており、軽量、低消費電力、そして冥王星からの大気損失の性質を理解することに重点を置いて設計されています。[ 11 ]
PEPPSIは小型低電力イオン測定装置であり、飛行時間型の装置である[ 5 ]。 この設計では、扇形の160度×12度の弧内で約10 keVから1 MeVまでのイオンを検出する[ 1 ] 。この装置の質量は1.5 kg(3.31 lb)で、約2.5ワットの電力を消費する[ 1 ] 。イオン化された粒子は2枚のマイクロチャンネルプレート を通過し、これらの検出間の時間が記録される[ 12 ] 。このセクションを通過した後、固体シリコン検出器がある[ 12 ] 。 この設計では、飛行時間セクションに磁石を使用しないことで、装置の重量と電力の節約が向上した[ 9 ] 。装置のセンサーとコリメータは統合されてセンサーモジュールを形成し、電子基板スタックに取り付けられる[ 13 ] 。
160度×12度の視野は、それぞれ25度×12度の視野を持つ6つの検出器によってカバーされています。[ 12 ] 粒子がどの検出器に到達したかを記録することで、その入射方向全体を把握することができます。[ 12 ]
低消費電力と軽量化の要件を満たすために、このデバイスは特定用途向け集積回路 (ASIC)を使用しました。[ 7 ] さらに、低電流のマイクロチャネルプレートの使用、新設計の低電圧電源、ゲインが高く消費電力が削減された再設計された飛行時間制御回路基板など、電力節約のための決定がなされました。[ 13 ]
PEPSSIは、ディスカバリー計画のMESSENGER (水星探査機、2004年打ち上げ/2015年運用終了)に搭載されていた高エネルギー粒子分光計と呼ばれる装置に基づいています。[ 12 ] PEPSSIは、より低エネルギーのイオンに焦点を当てているSWAPの焦点を補完します。[ 12 ] PEPSSIが約10 keVから1000 keVのエネルギーのイオンを測定するのに対し、SWAPは25 keVから7.5 keVのイオンを測定します。[ 12 ] PEPSSIの電子検出器は、25KeVから500KeVの範囲の高エネルギー電子を測定することができます。陽子とイオンをフィルタリングするためのアルミニウム層も存在します。[ 13 ]
PEPSSIは、電子検出に関連する重量と消費電力を削減するための改良された設計で、そのルーツは1980年代と1990年代に遡ります。[ 9 ] MESSENGERに搭載された機器は、その時期の冥王星フライバイミッションの提案のための機器に基づいています。[ 9 ] この設計は、1980年代のイオン検出機器にルーツを持つものもあります。[ 14 ]
参考文献 1 2 3 4 5 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. (2008 年 10 月). 「ニュー ホライズンズ ミッションにおける冥王星高エネルギー粒子分光計科学調査 (PEPSSI)」。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 。 1 2 タルバート、トリシア (2015-03-25)。 「宇宙船と機器」 。NASA。2019-03-28 の オリジナル から アーカイブ。2018-10-20 に 取得 。 ↑ Paschalidis, Nicholas; McNutt, Ralph (2010年1月) 「NASAの冥王星探査機ニューホライズンズの冥王星高エネルギー粒子分光計科学調査用ASIC」 – ResearchGate 経由 。 1 2 ギプソン、リリアン (2015-07-01)。 「ニューホライズンズのカラー画像が冥王星の2つの異なる面を明らかにする 」 。NASA。2018-10-20 に 取得 。 1 2 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 (2015 年 11 月)。「冥王星の大気の脱出: ニュー ホライズンズの冥王星高エネルギー粒子分光計科学調査 (PEPSSI) 機器によるその場測定とチャンドラ X 線観測衛星による遠隔観測」。AAA /惑星科学部門会議抄録 #47。47 : 105.09。Bibcode : 2015DPS .... 4710509M 。 {{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)↑ ギプソン、リリアン (2015-07-01)。 「ニューホライズンズのカラー画像が冥王星の2つの異なる面を明らかにする 」 。NASA。2018-10-27 に 取得 。 1 2 Paschalidis, Nicholas; McNutt, Ralph (2010-01-01). "NASAの冥王星探査機ニューホライズンズの冥王星高エネルギー粒子分光計科学調査用ASIC" . 第38回COSPAR科学総会 . 38 : 3. Bibcode : 2010cosp...38.2235P . ↑ 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). 「 ニューホライズンズミッションにおける冥王星高エネルギー粒子分光計科学調査(PEPSSI) 」 ( 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 。 1 2 3 4 「ニューホライズンズ探査機の冥王星高エネルギー粒子分光計科学調査(PEPSSI)」 (PDF) 。pds -ppi.igpp.ucla.edu 。 1 2 ビーティ、J.ケリー(2016年3月25日)。 「冥王星の大気は研究者を困惑させる」 。 1 2 3 4 「ペイロード技術仕様」 。Pluto.jhuapl.edu 。 2022年6月9日 取得 。 1 2 3 4 5 6 7 ラッセル、CT (2009-02-28)。 ニューホライズンズ:冥王星-カロン系とカイパーベルトの探査 。シュプリンガー・サイエンス&ビジネス・メディア 。ISBN 9780387895185 。1 2 3 McNutt, Ralph (2009). ニューホライズンズミッションの冥王星高エネルギー粒子分光計科学調査 (PEPSSI) . ドルドレヒト: Springer Netherlands. p. 381. {{cite book}}: CS1メンテナンス: パブリッシャーの場所 (リンク)↑ 「McNutt 他 - ニューホライズンズ探査機による冥王星高エネルギー粒子分光計科学調査 (PEPSSI) 」 (PDF) 。 1 2 "Payload" . pluto.jhuapl.edu . 2019-01-03 に取得. ↑ 「NASAの冥王星探査機ニューホライズンズの冥王星高エネルギー粒子分光計科学調査用ASIC」 . ResearchGate . 2019年1月3日 取得 。
外部リンク NASA -ニューホライズンズ探査 機の機器(2019年3月28日にWayback Machine に アーカイブ済み) PEPSSI冥王星遭遇データリンク ニューホライズンズ探査 機PEPSSI冥王星接近観測較正データv3.0