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Wavesは、電波とプラズマ波を研究するための ジュノー探査機の実験である。[1] [2]これは、探査機に搭載されたさまざまな種類の機器と実験のコレクションの一部であり、Wavesは木星の磁気圏内の場と粒子の理解に向けられている。[2] Wavesは、2011年に打ち上げられ、2016年の夏に木星に到着した無人探査機ジュノーに搭載されている。 [1] Wavesの主な研究対象は木星の磁気圏であり、地球から見えるとすれば満月の約2倍の大きさになる。[3]磁気圏は涙滴の形をしており、その尾は太陽から少なくとも5 AU（地球と太陽の間の距離）離れている。[3] Waves機器は、木星の大気、磁場、磁気圏の相互作用を理解し、木星のオーロラを理解するのに役立つように設計されています。[4]これは、50 Hzから40,000,000 Hz（40 MHz）までの無線周波数、[5]および50 Hzから20,000 Hz（20 kHz）までの磁場を検出するように設計されています。[6 ]これは、ダイポールアンテナと磁気サーチコイルの2つの主要なセンサーを備えています。 [6]ダイポールアンテナには、2.8メートル（110インチ/ 9.1フィート）伸びる2つのホイップアンテナがあり、宇宙船の本体に取り付けられています。[6] [7]このセンサーは、ラビットイヤーTVアンテナに例えられています。[8] サーチコイルは、全体として長さ15cm（6インチ）のミューメタルロッドで、その周りに細い銅線が10,000回巻かれています。 [6]また、それぞれ特定の帯域をカバーする2つの周波数受信機もあります。[ 6 ]データ処理は、チップ上の2つの耐放射線システムによって行われます。[6 [9] Wavesには科学軌道ごとに410Mビットのデータが割り当てられています。[9]
2016年6月24日、Waves機器はジュノーが木星の磁場のバウショックを通過するのを記録しました。[3]無人探査機がこの宇宙領域を横切るのに約2時間かかりました。[3] 2016年6月25日、ジュノーは磁気圏境界に遭遇しました。[3] ジュノーは2016年7月に木星の軌道に入りました。[3]磁気圏は太陽風の荷電粒子をブロックするため、ジュノーが木星磁気圏に入ったときに遭遇した太陽風粒子の数は100分の1に減少しました。[3]ジュノーが木星磁気圏に入る前は、空間1立方インチあたり約16個の太陽風粒子に遭遇していました。 [3]
ジュノーには通信アンテナやマイクロ波放射計用のアンテナなど、様々なアンテナが搭載されている。[9]
木星の磁気圏を理解するのに役立つ他の2つの機器、木星オーロラ分布実験装置（JIRAM）と磁力計（MAG）があります。[10] JEDI機器は高エネルギーのイオンと電子を測定し、JADE機器は低エネルギーのイオンと電子を測定します。これらは相補的です。[10]もう一つの研究対象は、衛星イオの火山活動によって生成されたプラズマであり、Wavesはその現象の理解に役立つはずです。[6]
ジュノー計画の主な目的は、木星の極磁気圏を探索することです。ユリシーズは一時的に緯度約 48 度に到達しましたが、これは木星から比較的遠い距離 (約 8.6 RJ) でした。したがって、木星の極磁気圏は大部分が未知の領域であり、特にオーロラ加速領域は一度も訪れたことがありません。...
— 木星探査機ジュノーの波動調査[11]
2002年に浮上した問題の1つは、チャンドラX線観測衛星が高角度分解能で木星の極からX線が来ていると判定したときだった。[12]アインシュタイン天文台とドイツのROSATは、以前にも木星からのX線を観測していた。[12] 2000年12月に観測を行ったチャンドラの新しい結果では、磁北極からX線が来ていることは示されたが、オーロラは示されなかった。[12] 木星はおよそ45分ごとに数ギガワットのX線パルスを発しており、これは1～200kHzの電波放射と同期している。[12]ガリレオ木星探査機とユリシーズ太陽探査機は、45分ごとにこの電波放射を捉えた。[12]電波放射はX線より前に発見されており（1950年代から検出されていた）、NASAが主催するラジオジョーブと呼ばれる市民天文学プロジェクトもあり、誰でも木星の電波信号を聞くことができる。[13] [14]キロメートルの電波放射は、1970年代後半にボイジャーが木星を通過するまで検出されなかった。[14] X線の発生源として候補となるのは、太陽風の粒子とイオの粒子の2つである。[12]
Wavesはアイオワ大学で開発され、実験は同大学の研究科学者によって主導されている。[8]
センサー
Wavesには2つの主なセンサーがあり、これらのフィールド信号は周波数受信機に送られます。[6]両方のセンサーは宇宙船本体に取り付けられています。[6]
MSCは、細い銅線で巻かれたミューメタル（ニッケルと鉄の強磁性合金）の棒で作られています。[6]
周波数受信機
2つの周波数受信機があり、それぞれが高帯域と低帯域の特定の帯域をカバーし、それぞれに異なる受信セクションがあります。[6]受信機は、他の電子機器とともにジュノー放射線貯蔵庫に収容されています。 [9]
内訳: [6]
- 高周波受信機[6]
- 高周波受信機 〜100kHz - 40MHz（スペクトル（高）と波形（低））[6]
- 高周波波形受信機[6]
- ベースバンド受信機には以下が含まれます: [6]
- 可変利得増幅器[6]
- 100Hz〜3MHzのバンドパスフィルタ[6]
- 12ビット アナログ-デジタルコンバータ[6]
- 3～40MHzの両側波帯ヘテロダイン受信機（掃引周波数受信機） [6]
- ベースバンド受信機には以下が含まれます: [6]
- 低周波受信機[6]
- 高周波、低周波受信機 ~10 kHz - 150 kHz (E波形) [6]
- 低周波受信機 ~50 Hz - 20 kHz (E波形とB波形) [6]
すべての出力はデータ処理ユニット（DPU）[6]に送られる。
データ処理ユニット (DPU)
周波数受信機からの出力は、Juno DPUによって処理されます。[6] DPUには、フィールドプログラマブルゲートアレイを使用する2つのマイクロプロセッサがあり、どちらもシステムオンチップ設計です。[6] 2つのチップ: [6]
- Y180知的財産コア
- 浮動小数点演算ユニット
DPUは地球との通信のためにデータをジュノーのメインコンピュータに送信します。[6]電子機器は受信機とともにジュノーの放射線貯蔵庫に保管されています。[9]
マルチメディア
ウェーブスは、現在までに太陽系で知られている中で最も強力な木星のオーロラからの電波放射を検出しました。[15]
参照
- Junoの他の楽器
- マイクロ波放射計
- 木星赤外線オーロラマッパー
- 磁力計
- 重力科学
- 木星オーロラ分布実験
- 木星高エネルギー粒子検出器
- 紫外線イメージング分光器
- JunoCam（公共アウトリーチカメラ）
- 無線
- プラズマ
- プラズマの波
- ユリシーズ（宇宙船）
- 木星の磁気圏
- 電波天文学
- FIELDS （ 2018年夏に打ち上げられたパーカー太陽探査機による調査）
- プラズマ波サブシステム（ボイジャー探査機搭載機器）
参考文献
- ^ ab Greicius, Tony (2015-03-13). 「Juno Spacecraft and Instruments」NASA . 2017-01-04閲覧。
- ^ ab Brown, Geoff (2016-06-30). 「NASAのジュノーとJEDIが木星の謎を解明する準備」The Hub . 2017年1月4日閲覧。
- ^ abcdefgh Greicius, Tony (2016-06-29). 「NASAのジュノー宇宙船が木星の磁場に入る」NASA . 2017年1月5日閲覧。
- ^ 「Juno's Instruments | Mission Juno」。Mission Juno 。2017年1月5日閲覧。
- ^ Sampl, M.; Oswald, T.; Rucker, HO; Karlsson, R.; Plettemeier, D.; Kurth, WS (2011 年 11 月)。「JUNO/Waves アンテナ調査の最初の結果」。2011 Loughborough Antennas & Propagation Conference。pp . 1–4。doi :10.1109/ LAPC.2011.6114038。ISBN 978-1-4577-1016-2. S2CID 21869123。
- ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab 「ジュノ波の調査」（PDF） 。 2022年11月12日閲覧。
- ^ 「木星ランデブー」2016年6月29日。
- ^ ab 「ジュノーとアイオワ大学製の探査機が木星に到着間近 | The Gazette」。The Gazette 。 2017年2月8日閲覧。
- ^ abcde 「Junoペイロード機器スイートの主要要件と駆動要件」（PDF） 。 2022年11月12日閲覧。
- ^ ab 「プレスリリース - NASAのジュノーとジェダイ：木星の謎を解明する準備が整いました」。ジョンズホプキンス応用物理学研究所。2016年6月29日。2017年3月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年11月12日閲覧。
- ^ Kurth 他 - 木星探査機ジュノー号の波動調査 - 2008
- ^ abcdef 「木星からの不可解なX線 | 科学ミッション局」。science.nasa.gov 。 2017年2月8日閲覧。
- ^ スカイ・アンド・テレスコープ - ラジオジョーブ・プロジェクト: 木星の音を聴く - 2013
- ^ ab John W. McAnally (2007). 木星：そしてそれを観測する方法。Springer Science & Business Media。p. 82。ISBN 978-1-84628-727-5。
- ^ 「ジュノが木星の驚くべき新画像を送信 | 惑星科学、宇宙探査 | Sci-News.com」。速報科学ニュース | Sci-News.com 。2018年1月24日閲覧。
外部リンク
- NASA ジュノー宇宙船と機器
- Juno 楽器 (ビデオ)