stringtranslate.com

Микроволновый радиометр (Juno)

На этом снимке можно увидеть несколько белых квадратов разных размеров на боковой стороне космического корабля; на этой стороне находятся пять из шести антенн MWR . Треугольная штанга справа — это инструмент магнитометра (MAG)
Белый квадрат — самая большая антенна MWR , которая занимает другую сторону космического корабля. Эта антенна для 600 МГц. [1]
На этой визуализации, выпущенной НАСА, изображены слои, которые MWR будет наблюдать под верхним видимым слоем облаков.

Микроволновый радиометр ( MWR ) — это прибор на орбитальном аппарате Juno , отправленном на планету Юпитер . [2] MWR — это многоволновой микроволновый радиометр для наблюдения за глубокой атмосферой Юпитера . [3] MWR может наблюдать излучение с длиной волны от 1,37 до 50 см и частотой от 600 МГц до 22 ГГц. [3] [4] Это подтверждает его цель — наблюдение за ранее невидимыми атмосферными особенностями и химическим составом на глубине сотен миль или километров в атмосфере Юпитера. [3] MWR предназначен для обнаружения шести различных частот в этом диапазоне с использованием отдельных антенн. [5]

MWR наблюдает за микроволновым излучением Юпитера, поэтому он может видеть до сотен миль вглубь планеты. [2] В августе 2016 года, когда Juno пролетала близко к планете, MWR достиг проникновения на глубину от 200 до 250 миль (от 350 до 400 километров) ниже поверхностного слоя облаков. [2] MWR предназначен для проведения наблюдений ниже верхних слоев облаков, особенно для обнаружения обилия определенных химических веществ и определения динамических характеристик. [3] Такие глубины ранее не наблюдались. [3]

MWR был запущен на борту космического корабля Juno 5 августа 2011 года ( UTC ) с мыса Канаверал, США, в рамках программы New Frontiers [6] и после межпланетного путешествия, включавшего пролет мимо Земли, вышел на полярную орбиту Юпитера 5 июля 2016 года (UTC) [7] [8]

Электроника для MWR расположена внутри радиационного хранилища Juno , в котором для ее защиты и защиты другой электроники космического корабля используется титан . [4] [9] [1] Антенны и линии передачи спроектированы с учетом радиационной обстановки на Юпитере, чтобы прибор мог функционировать. [4]

Цели

Определение характеристик и содержания кислорода , азота и серы при давлении до 100 бар (1451 фунт на квадратный дюйм) прольет свет на происхождение и природу Юпитера. [3] MWR также предназначен для обнаружения количества воды и аммиака глубоко внутри Юпитера. [5] Он также должен быть в состоянии предоставить температурный профиль атмосферы до 200 бар (2901 фунт на квадратный дюйм). [5] В целом MWR предназначен для исследования глубины примерно до 1000 атмосфер (или бар или кПа), что составляет около 342 миль (550 километров) внутри Юпитера. [10] (1 бар — это примерно давление на уровне моря на Земле, 14,6 фунта на квадратный дюйм.)

Одной из молекул, которую MWR намерен искать внутри Юпитера, является вода, которая, как надеются, поможет объяснить формирование Солнечной системы. [11] Исследование внутренних частей может раскрыть, как и где образовался Юпитер, что, в свою очередь, прольет свет на формирование Земли. [11]

На момент его использования в 2010-х годах это был один из четырех микроволновых радиометров, которые летали на межпланетных космических кораблях. [3] Первым был Mariner 2 , который использовал микроволновый прибор для определения того, что высокая температура поверхности Венеры исходила от поверхности, а не выше в атмосфере. [5] [3] Также были приборы радиометрического типа на кометном зонде Rosetta и Cassini-Huygens . [3] Ранее зонд Galileo напрямую измерял атмосферу Юпитера in situ , когда он спускался в атмосферу, но только до давления 22 бар. [5] Однако MWR предназначен для измерения давления до 1000 бар. [3] (1000 бар составляет около 14 500 фунтов на квадратный дюйм или 100 000 кПа)

Антенны

MWR имеет шесть отдельных антенн разного размера, которые установлены по бокам корпуса космического корабля Juno . [10] По мере того, как космический корабль поворачивается (это стабилизированный вращением космический корабль), каждая антенна захватывает «полосу» наблюдений гиганта. [10] Пять из шести антенн находятся на одной стороне космического корабля. [10] Шестая и самая большая антенна полностью заполняет другую сторону корпуса Juno . [10]

Антенны MWR: [1] [10] Имеются две патч- решетчатые антенны , три щелевые решетки и одна рупорная антенна . [10]

По мере вращения Juno антенны проносятся по Юпитеру, каждая частота/длина волны способна видеть на определенном расстоянии ниже видимых вершин облаков. [10]

См. также Антенна с отражательной решеткой и Щелевая антенна

Результаты

Во время близкого пролета летом 2017 года, когда MWR работал на Юпитере, он обнаружил изменения температуры глубоко внутри шторма Большого Красного Пятна (БКП). [12] На Перихове 7, который был шестой научной орбитой, MWR получил показания большого красного шторма Юпитера на глубине десятков километров/миль под поверхностными слоями. [13]

Распределение аммиачного газа было сообщено в 2017 году и проанализировано. [14] Был выявлен слой, богатый аммиаком, а также пояс атмосферы с низким содержанием аммиака от 5 до 20 градусов северной широты. [14]

В течение первых восьми витков MWR обнаружил сотни разрядов молний, ​​в основном в полярных регионах. [15]

Слои атмосферы Юпитера и соответствующие им каналы MWR

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc "Обзор инструментов – Juno". spaceflight101.com . Получено 2017-02-03 .
  2. ^ abc Spacecom - Полосы Юпитера углубляются и другие сюрпризы от зонда Juno - октябрь 2016 г.
  3. ^ abcdefghij Janssen, MA; Brown, ST; Oswald, JE; Kitiyakara, A. (2014-09-01). "Juno at Jupiter: The Juno microwave radiometer (MWR)". 2014 39-я Международная конференция по инфракрасным, миллиметровым и терагерцовым волнам (IRMMW-THZ) . стр. 1–3. doi :10.1109/IRMMW-THz.2014.6956004. ISBN 978-1-4799-3877-3. S2CID  42435396.
  4. ^ abc Pingree, P.; Janssen, M.; Oswald, J.; Brown, S.; Chen, J.; Hurst, K.; Kitiyakara, A.; Maiwald, F.; Smith, S. (2008-03-01). "Микроволновые радиометры от 0,6 до 22 ГГц для Juno, полярного орбитального аппарата вокруг Юпитера". IEEE Aerospace Conference 2008. стр. 1–15. CiteSeerX 10.1.1.473.3408 . doi :10.1109/AERO.2008.4526403. ISBN  978-1-4244-1487-1. S2CID  41709045.
  5. ^ abcde "Instruments and Science Data Systems - Microwave Radiometers". instrumentsanddatasystems.jpl.nasa.gov . Архивировано из оригинала 2016-11-30 . Получено 2017-02-03 .
  6. ↑ Данн, Марсия (5 августа 2011 г.). «Зонд NASA отправляется к Юпитеру после сбоев на стартовой площадке». NBC News . Архивировано из оригинала 11 декабря 2013 г. Получено 31 августа 2011 г.
  7. ↑ Чанг, Кеннет (5 июля 2016 г.). «Космический корабль NASA Juno выходит на орбиту Юпитера». The New York Times . Получено 5 июля 2016 г.
  8. ↑ Чанг, Кеннет (28 июня 2016 г.). «Космический корабль NASA Juno скоро окажется в объятиях Юпитера». The New York Times . Получено 30 июня 2016 г.
  9. ^ Основные и основные требования к комплекту приборов полезной нагрузки Juno
  10. ^ abcdefgh "Пресс-кит по выводу на орбиту Юпитера | Научный обзор". www.jpl.nasa.gov . Получено 03.02.2017 .
  11. ^ ab Массер, Джордж. «Как Юнона заглянет глубоко под бурлящие облака Юпитера». Scientific American . Получено 25 июля 2018 г.
  12. ^ "Juno исследует глубины Большого Красного Пятна - Sky & Telescope". Sky & Telescope . 2017-12-12 . Получено 2018-04-04 .
  13. ^ "Страница каталога для PIA22177". photojournal.jpl.nasa.gov . Получено 2018-08-17 .
  14. ^ 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). "Последствия распределения аммиака на Юпитере от 1 до 100 бар, измеренные микроволновым радиометром Juno" (PDF) . Geophysical Research Letters . 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 . 
  15. ^ Браун, Шеннон; Янссен, Майкл; Адумитроайе, Вирджил; Атрея, Сушил; Болтон, Скотт; Гулкис, Сэмюэл; Ингерсолл, Эндрю; Левин, Стивен; Ли, Ченг (июнь 2018 г.). «Распространенные сферы молний на частоте 600 мегагерц вблизи полюсов Юпитера». Nature . 558 (7708): 87–90. Bibcode :2018Natur.558...87B. doi :10.1038/s41586-018-0156-5. ISSN  0028-0836. PMID  29875484. S2CID  46952214.

Внешние ссылки