Hoppa direkt till innehållet
printicon
Huvudmenyn dold.
Publicerad: 20 jun, 2018

Strålning problem för instrument som ska göra mätningar i rymden runt Jupiter

NYHET Joan Stude, Institutet för rymdfysik och Umeå universitet, har i sin avhandling bidragit till utvecklingen av en ny typ av instrument för att göra mätningar i rymdplasma. Instrumentet gör det möjligt att avbilda hur elektriskt laddade partiklar från solen och från månarna kring Jupiter växelverkar med Jupiters gigantiska magnetosfär.

Energianalysatorn i instrumentet JDC (Jovian plasma Dynamics and Composition analyzer) har fått en avancerad geometrisk form för att förbättra sensitiviteten och avbildningskvalitén. Foto: IRF

– Instrumentet mäter vilken typ av partiklar som finns där, vilket rörelsemönster de har samt partiklarnas energi och antal, säger Joan Stude.

I Jupiters system är det mycket viktigt att instrumentet är väl skyddat mot den intensiva strålningen i området runt planeten. Genom att utveckla ett lättare och mindre instrument, kan man avskärma instrumentet effektivare från strålningen och därmed få bättre mätningar. Instrumentet består av många delsystem, bland annat en energianalysator och en detektionsyta.

– Den geometriska formen har sexton ”sfärisk-kil”-sektorer, vilka utformar ett elektriskt fält som gör det möjligt att analysera joners energier och att fokusera dem på detektionsytan, förklarar Joan Stude.

Denna ”sfärisk-kil”-analysator har utvecklats med hjälp av omfattande simuleringar och har testats framgångsrikt i kalibreringslaboratoriet vid Institutet för rymdfysik, IRF, i Kiruna. Laboratoriet gör det möjligt att genera likadana partiklar som man förväntar sig i Jupiters magnetosfär, magnetfältet runt Jupiter.

Det mest lovande materialet är micro pore optics, MPO. Foto: IRF

Detektionsytan behöver speciella egenskaper; olika material har testats för att hitta det mest optimala. Det mest lovande materialet visade sig vara ”micro pore optics” eller MPO.  MPOs har ursprungligen utvecklats för att fokusera på röntgenstrålning men visar även mycket bra egenskaper i att kunna detektera joner för den speciella användningen i instrumentet. I stället för en stor yta, är det många små ytor som gör det möjligt att ha en mycket bra upplösning för att urskilja atomisk vikt och därmed typen av partiklar.

Båda förbättringarna gör det möjligt att minska storleken av instrumentet, vilket leder till bättre sensitivitet bland Jupiters månar och i deras strålningsområden.

Instrumentet kommer att finnas med på den europeiska rymdfarkosten JUICE som enligt plan ska lämna jorden år 2022 och kommer fram till Jupiter år 2030.

Joan Stude. Foto: IRF

Joan Stude kommer ursprungligen från Berlin, Tyskland, och har varit anställd inom forskningsprogrammet Solsystemets fysik och rymdteknik vid Institutet för rymdfysik i Kiruna sedan 2011.

Avhandlingen är publicerad digitalt

Om disputationen:

Onsdagen den 1 juni 2016 försvarar Joan Stude sin avhandling med titeln "Advanced Plasma Analyzer for Measurements in the Magnetosphere of Jupiter". Disputationen äger rum kl 14:00 i Aulan vid Institutet för rymdfysik i Kiruna. Fakultetsopponent är Dr. Joseph H. Westlake, The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, USA.

För mer information, kontakta gärna:

Joan Stude, doktorand, IRFTelefon: 0980-79172
E-post: joan@irf.se

Rick McGregor, informationsansvarig, IRFTelefon: 0980-79178
E-post: rick@irf.se

Institutet för rymdfysik

Redaktör: Ingrid Söderbergh