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SWAP （冥王星周辺の太陽風）は、無人宇宙探査機ニューホライズンズに搭載された科学機器で、準惑星冥王星を通過するように設計されました。[1] SWAPは、冥王星への経路、冥王星上、および冥王星を超えた場所の太陽風を記録するように設計されました。 [1]冥王星では、SWAPの目的は、冥王星の大気から宇宙に流入するイオンや物質と太陽風との関係を記録することでした。[2]
背景
冥王星の大気は1988年に発見されたが、謎に包まれたままであり、そのような低温（45 K、-230 °C、-380 °F）で大気が存在する理由を理解することは困難であった。 [3] 冥王星に関する考え方の1つは、大気の損失であり、冥王星は彗星の損失と比較されている。[2] [3]大気の損失という考えは、大気が発見される前の1980年に示唆された。[2] 1つの考え方は、逃げる中性粒子の光電離により、矮星の周りの太陽風の流れが変化する可能性があるというものである。[2]大気は地球に比べて非常に希薄であることが知られており、疑問の1つは、冥王星の軌道では地球よりも弱い太陽風と太陽光とガスがどのように相互作用するかであった。[4] 1つの考え方は、冥王星の大気は時間の経過とともに太陽風によって剥ぎ取られるというものである。[5]
2010年代までに、ニューホライズンズの他に10AUを超える太陽風に関する広範なデータを収集した宇宙船は、ボイジャー2号、パイオニア10号、パイオニア11号の3機のみであった。[6]
概要
SWAPは、地球近傍（1 AU）よりも約3桁小さい32 AUでのまばらな太陽風の集中を検出できるように設計されている。[2]しかし、その距離では太陽風の流れはまだ超音速であるため、障害物の周囲に弓状衝撃波を発生させる可能性がある（表面から約4.5冥王星半径の距離）。[2]調査領域の1つは、高高度の大気損失と太陽風の関係である。[2] 2015年7月のニューホライズンズによる冥王星のフライバイの後、SWAPのデータを使用して、冥王星と太陽風の相互作用の性質が研究された。[7] NHは、太陽風プラズマと冥王星に向かうプラズマを分ける冥王星界面を通過し、重イオン尾を通過したことが判明した。 [7]
当初、SWAPは木星の周りの太陽風を観測することを目的としていました。[8] SWAPはPEPPSIやREXと組み合わせて使用して、太陽からの距離が長くなるにつれて太陽風がどのように変化するかを研究するようにも設計されました。 [8] SWAPは2012年までは限られた観測しか行いませんでしたが、それ以降はより多くのデータを収集しました。[9]
2012年から、探査機の残りの部分がほとんどの時間休止状態にある間、SWAPは33AUの冥王星に向かう途中で太陽風のデータを収集するために起動されました。[10] SWAPは太陽系の外側と冥王星の向こうの太陽風に関するデータを記録し、太陽風について求められているデータには陽子の密度、速度、温度などがあります。[9]
SWAPによる観測結果の一つは、冥王星の相互作用領域の断面積が冥王星半径の約6倍（約7000キロメートル）に限られているというもので、これは予想よりも小さかった。[11] [3]
デザイン
SWAPはトップハット型の静電分析装置です。[9] SWAPには、条件に応じて開閉できる遅延電位分析装置（RPA）と呼ばれるバリアがあります。 [9]閉じたイオンは、内部の検出器に到達する前にRPAを通過する必要があります。[9]木星の軌道を超えると、センサーが過負荷にならないようにRPAを測定に使用する必要はありませんでした。[9] RPAは、太陽風の強度が強すぎるためにセンサーが過負荷にならないように保護します。このデバイスは、フライバイ時に冥王星がある太陽から33 AU、さらにそれよりも遠い場所で、はるかに弱い太陽風フラックスを測定する必要もあるためです。[9] SWAPは、最大6.5キロ電子ボルト（keV）のイオンを検出できます。[12]
SWAPの重量は3.3キログラム（7.3ポンド）で、平均2.3ワットの宇宙船電力を消費します。[12]
全体的なスワップは、32AUの遠方を含む太陽風を研究し、冥王星の大気からの大気の損失を研究するために設計されています。[13]
参照
参考文献
- ^ ab Elliott, HA; McComas, DJ; Valek, P.; Nicolaou, G.; Weidner, S.; Livadiotis, G. (2016-04-06). 「ニューホライズンズによる冥王星周辺の太陽風 (SWAP) 11-33 AU からの太陽風観測」.アストロフィジカルジャーナルサプリメントシリーズ. 223 (2): 19. arXiv : 1601.07156 . Bibcode :2016ApJS..223...19E. doi : 10.3847/0067-0049/223/2/19 . ISSN 1538-4365. S2CID 30891065.
- ^ abcdefg McComas, D.; Allegrini, F.; Bagenal, F.; Casey, P.; Delamere, P.; Demkee, D.; Dunn, G.; Elliott, H.; Hanley, J.; Johnson, K.; Langle, J.; Miller, G.; Pope, S.; Reno, M.; Rodriguez, B.; Schwadron, N.; Valek, P.; Weidner, S. (2008). 「ニューホライズンズ搭載の冥王星周辺の太陽風観測装置 (SWAP)」.宇宙科学レビュー. 140 (1–4): 261–313. arXiv : 0709.4505 . Bibcode :2008SSRv..140..261M.土井：10.1007/s11214-007-9205-3。S2CID 17093908。
- ^ abc 「冥王星の大気が研究者を困惑させる」スカイ＆テレスコープ。2016年3月25日。 2018年12月20日閲覧。
- ^ 「冥王星の大気が研究者を困惑させる」Sky & Telescope 2016年3月25日。
- ^ ケリー・ビーティー - 冥王星の大気が研究者を困惑させる（2016年3月25日） - Sky & Telescope Magazine
- ^ Elliott, HA; McComas, DJ; Valek, P.; Nicolaou, G.; Weidner, S.; Livadiotis, G. (2016). 「ニューホライズンズによる冥王星周辺の太陽風 (SWAP) 観測 11–33 au」.アストロフィジカルジャーナルサプリメントシリーズ. 223 (2): 19. arXiv : 1601.07156 . Bibcode :2016ApJS..223...19E. doi : 10.3847/0067-0049/223/2/19 . S2CID 30891065.
- ^ ab McComas, DJ; Elliott, HA; Weidner, S.; Valek, P.; Zirnstein, EJ; Bagenal, F.; Delamere, PA; Ebert, RW; Funsten, HO (2016年5月). 「冥王星と太陽風の相互作用」. Journal of Geophysical Research: Space Physics . 121 (5): 4232–4246. Bibcode :2016JGRA..121.4232M. doi : 10.1002/2016ja022599 . ISSN 2169-9380.
- ^ ab 「冥王星周辺の太陽風（SWAP） - ニューホライズンズ搭載機器」（PDF）。
- ^ abcdefg Elliott, HA; McComas, DJ; Valek, P.; Nicolaou, G.; Weidner, S.; Livadiotis, G. (2016). 「ニューホライズンズによる冥王星周辺の太陽風 (SWAP) 観測 11–33 au」.アストロフィジカルジャーナルサプリメントシリーズ. 223 (2): 19. arXiv : 1601.07156 . Bibcode :2016ApJS..223...19E. doi : 10.3847/0067-0049/223/2/19 . ISSN 0067-0049. S2CID 30891065.
- ^ 「マルチタスクのニューホライズンズが冥王星への旅で太陽風の変化を観測」。2018年10月21日閲覧。
- ^ Bagenal, F.; Horányi, M.; McComas, DJ; McNutt, RL; Elliott, HA; Hill, ME; Brown, LE; Delamere, PA; Kollmann, P. (2016-03-18). 「冥王星とその宇宙環境との相互作用：太陽風、高エネルギー粒子、およびダスト」. Science . 351 (6279): aad9045. arXiv : 1605.00749 . Bibcode :2016Sci...351.9045B. doi :10.1126/science.aad9045. ISSN 1095-9203. PMID 26989259. S2CID 206645546.
- ^ ab ニューホライズンズ - ペイロード
- ^ 「ニューホライズンズ」pluto.jhuapl.edu . 2018年10月21日閲覧。
外部リンク
- ニューホライズンズ スワップ 冥王星クルーズ キャリブレーション V2.0 2018-10-21 にWayback Machineでアーカイブ