Микроволновой радиометр ( Юнона )

Микроволновой радиометр ( MWR ) — прибор на орбитальном аппарате «Юнона» , отправленном на планету Юпитер . ^[2] MWR — это многоволновой микроволновый радиометр для наблюдения за Юпитера глубокой атмосферой . ^[3] MWR может наблюдать излучение длиной волны от 1,37 до 50 см , частотой от 600 МГц до 22 ГГц. ^[3]^[4] Это поддерживает его цель наблюдения ранее невидимых особенностей атмосферы и химического состава на расстоянии сотен миль или километров в атмосферу Юпитера. ^[3] MWR предназначен для обнаружения шести различных частот в этом диапазоне с использованием отдельных антенн. ^[5]

MWR наблюдает за микроволновым излучением Юпитера и может видеть глубину планеты на сотни миль. ^[2] В августе 2016 года, когда «Юнона» приблизилась к планете, MWR достиг глубины проникновения на 200–250 миль (350–400 километров) под приземный слой облаков. ^[2] MWR предназначен для проведения наблюдений под верхними слоями облаков, особенно для обнаружения содержания 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 вокруг Земли, 5 июля 2016 г. (UTC) вышел на полярную орбиту Юпитера, ^[7]^[8]

Электроника MWR расположена внутри радиационного хранилища «Юнона» , в котором используется титан . для защиты ее и другой электроники космического корабля ^[4]^[9]^[1] Антенны и линии передачи спроектированы с учетом радиационной обстановки на Юпитере, чтобы прибор мог работать. ^[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 определения количества воды и аммиака глубоко внутри Юпитера. ^[5] Он также должен обеспечивать температурный профиль атмосферы до 200 бар (2901 фунт на квадратный дюйм). ^[5] В целом MWR предназначен для наблюдения на глубине примерно 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 фунтов на квадратный дюйм.)

Одной из молекул, которую MWR будет искать внутри Юпитера, является вода, которая, как надеются, поможет объяснить формирование Солнечной системы. ^[11] Исследуя внутреннюю часть, эти открытия могут раскрыть, как и где образовался Юпитер, что, в свою очередь, прольет свет на формирование Земли. ^[11]

На момент использования в 2010-х годах это был один из четырех микроволновых радиометров, установленных на межпланетных космических кораблях. ^[3] Первым был «Маринер-2» , который использовал микроволновый прибор для определения того, что высокая температура поверхности Венеры исходит от поверхности, расположенной не выше в атмосфере. ^[5]^[3] Были также приборы типа радиометра на кометном зонде «Розетта» и «Кассини-Гюйгенс» . ^[3] Ранее «Галилео» зонд напрямую измерял атмосферу Юпитера на месте , когда он спускался в атмосферу, но только до давления в 22 бара. ^[5] Однако MWR рассчитан на глубину до 1000 бар. ^[3] (1000 бар — это 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 «Юнона» . ^[10] Когда космический корабль поворачивается (это космический корабль со стабилизированным вращением ), каждая антенна принимает «полосу» наблюдений за гигантом. ^[10] Пять из шести антенн находятся на одной стороне космического корабля. ^[10] Шестая и самая большая антенна полностью заполняет другую сторону тела Юноны . ^[10]

СВЧ-антенны: ^[1]^[10] Имеется две патч -решетки , три щелевые решетки и одна рупорная антенна . ^[10]

600 МГц/частота 0,6 ГГц/длина волны 50 см (самая большая антенна занимает одну сторону корпуса космического корабля и представляет собой патч-антенну)
1,2 ГГц (также патч-антенна, но расположена с пятью другими антеннами на одной стороне)
2,4 ГГц (волноводная щелевая решетка)
4,8 ГГц (волноводная щелевая решетка)
9,6 ГГц (волноводная щелевая решетка)
Частота 22 ГГц/длина волны света 1,3 см (рупорная антенна на верхней палубе Юноны )

Когда Юнона поворачивается, антенны сканируют Юпитер, каждая частота/длина волны способна видеть на определенном расстоянии под видимыми верхушками облаков. ^[10]

См. также Отражательная антенная решетка и Щелевая антенна.

Результаты

Во время близкого прохождения летом 2017 года, когда MWR работал над Юпитером, он обнаружил изменения температуры глубоко внутри шторма Большого Красного Пятна (GRS). ^[12] На «Периджове-7», который был шестой научной орбитой, MWR снял показания великой красной бури Юпитера на глубине десятков километров под поверхностными слоями. ^[13]

О распределении газообразного аммиака было сообщено в 2017 году и проанализировано. ^[14] Выявлен богатый аммиаком слой, а также пояс бедной аммиаком атмосферы от 5 до 20 градусов северной широты. ^[14]

Во время первых восьми витков MWR обнаружил сотни разрядов молний, в основном в полярных регионах. ^[15]

См. также

Галилео Зонд ( ) атмосферный зонд Юпитера, вошедший в атмосферу и спустившийся в 1995 году
Гравитационная наука
Эксперимент по распределению полярных сияний Юпитера
Волны ( Юнона )

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с «Обзор прибора – Юнона» . spaceflight101.com . Проверено 3 февраля 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Spacecom – Полосы Юпитера уходят глубоко и другие сюрпризы от зонда «Юнона» – октябрь 2016 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж Янссен, Массачусетс; Браун, Северная Каролина; Освальд, Дж. Э.; Китиякара, А. (1 сентября 2014 г.). «Юнона на Юпитере: микроволновый радиометр Юнона (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 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Пингри, П.; Янссен, М.; Освальд, Дж.; Браун, С.; Чен, Дж.; Херст, К.; Китиякара, А.; Майвальд, Ф.; Смит, С. (01 марта 2008 г.). «Микроволновые радиометры от 0,6 до 22 ГГц для Юноны, полярного орбитального корабля вокруг Юпитера». Аэрокосмическая конференция IEEE 2008 г. стр. 1–15. CiteSeerX 10.1.1.473.3408 . дои : 10.1109/AERO.2008.4526403 . ISBN 978-1-4244-1487-1 . S2CID 41709045 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и «Приборы и системы научных данных – микроволновые радиометры» . Instrumentsanddatasystems.jpl.nasa.gov . Архивировано из оригинала 30 ноября 2016 г. Проверено 3 февраля 2017 г.
^ Данн, Марсия (5 августа 2011 г.). «Зонд НАСА отправляется к Юпитеру после проблем со стартовой площадкой» . Новости Эн-Би-Си . Архивировано из оригинала 11 декабря 2013 года . Проверено 31 августа 2011 г.
^ Чанг, Кеннет (5 июля 2016 г.). «Космический корабль НАСА «Юнона» вышел на орбиту Юпитера» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 5 июля 2016 г.
^ Чанг, Кеннет (28 июня 2016 г.). «Космический корабль НАСА «Юнона» скоро окажется во власти Юпитера» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 30 июня 2016 г.
^ Ключевые и управляющие требования для набора инструментов Juno Payload
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час «Пресс-кит по выведению на орбиту Юпитера | Научный обзор» . www.jpl.nasa.gov . Проверено 3 февраля 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б Мюссер, Джордж. «Как Юнона заглянет глубоко под клубящиеся облака Юпитера» . Научный американец . Проверено 25 июля 2018 г.
^ «Юнона исследует глубины Большого Красного Пятна — Небо и Телескоп» . Небо и телескоп . 12 декабря 2017 г. Проверено 4 апреля 2018 г.
^ «Страница каталога для PIA22177» . photojournal.jpl.nasa.gov . Проверено 17 августа 2018 г.
^ Jump up to: ^а ^б Ингерсолл, Эндрю П.; Адумитроайе, Вергилий; Эллисон, Майкл Д.; Атрея, Сушил; Беллотти, Амадео А.; Болтон, Скотт Дж.; Браун, Шеннон Т.; Гулкис, Самуэль; Янссен, Майкл А. (05 августа 2017 г.). «Последствия распределения аммиака на Юпитере от 1 до 100 бар по данным микроволнового радиометра Юнона» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 44 (15): 7676–7685. Бибкод : 2017GeoRL..44.7676I . дои : 10.1002/2017gl074277 . hdl : 2027.42/138332 . ISSN 0094-8276 . ПМЦ 7580824 . ПМИД 33100420 . S2CID 133882546 .
^ Браун, Шеннон; Янссен, Майкл; Адумитроайе, Вергилий; Атрея, Сушил; Болтон, Скотт; Гулкис, Самуэль; Ингерсолл, Эндрю; Левин, Стивен; Ли, Ченг (июнь 2018 г.). «Распространенные сферические молнии на частоте 600 мегагерц вблизи полюсов Юпитера». Природа . 558 (7708): 87–90. Бибкод : 2018Natur.558...87B . дои : 10.1038/s41586-018-0156-5 . ISSN 0028-0836 . ПМИД 29875484 . S2CID 46952214 .

Внешние ссылки

[spaceflight101.com-1] Jump up to: ^а ^б ^с «Обзор прибора – Юнона» . spaceflight101.com . Проверено 3 февраля 2017 г.

[spacecomjuno-2] Jump up to: ^а ^б ^с Spacecom – Полосы Юпитера уходят глубоко и другие сюрпризы от зонда «Юнона» – октябрь 2016 г.

[ieeexplore.ieee.org-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж Янссен, Массачусетс; Браун, Северная Каролина; Освальд, Дж. Э.; Китиякара, А. (1 сентября 2014 г.). «Юнона на Юпитере: микроволновый радиометр Юнона (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 .

[ReferenceB-4] Jump up to: ^а ^б ^с Пингри, П.; Янссен, М.; Освальд, Дж.; Браун, С.; Чен, Дж.; Херст, К.; Китиякара, А.; Майвальд, Ф.; Смит, С. (01 марта 2008 г.). «Микроволновые радиометры от 0,6 до 22 ГГц для Юноны, полярного орбитального корабля вокруг Юпитера». Аэрокосмическая конференция IEEE 2008 г. стр. 1–15. CiteSeerX 10.1.1.473.3408 . дои : 10.1109/AERO.2008.4526403 . ISBN 978-1-4244-1487-1 . S2CID 41709045 .

[instrumentsanddatasystems.jpl.nasa.gov-5] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и «Приборы и системы научных данных – микроволновые радиометры» . Instrumentsanddatasystems.jpl.nasa.gov . Архивировано из оригинала 30 ноября 2016 г. Проверено 3 февраля 2017 г.

[blastoff-6] Данн, Марсия (5 августа 2011 г.). «Зонд НАСА отправляется к Юпитеру после проблем со стартовой площадкой» . Новости Эн-Би-Си . Архивировано из оригинала 11 декабря 2013 года . Проверено 31 августа 2011 г.

[NYT-20160705-7] Чанг, Кеннет (5 июля 2016 г.). «Космический корабль НАСА «Юнона» вышел на орбиту Юпитера» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 5 июля 2016 г.

[NYT-20160628-8] Чанг, Кеннет (28 июня 2016 г.). «Космический корабль НАСА «Юнона» скоро окажется во власти Юпитера» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 30 июня 2016 г.

[personal.linkline.com-9] Ключевые и управляющие требования для набора инструментов Juno Payload

[jpl.nasa.gov-10] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час «Пресс-кит по выведению на орбиту Юпитера | Научный обзор» . www.jpl.nasa.gov . Проверено 3 февраля 2017 г.

[Musser-11] Jump up to: ^а ^б Мюссер, Джордж. «Как Юнона заглянет глубоко под клубящиеся облака Юпитера» . Научный американец . Проверено 25 июля 2018 г.

[12] «Юнона исследует глубины Большого Красного Пятна — Небо и Телескоп» . Небо и телескоп . 12 декабря 2017 г. Проверено 4 апреля 2018 г.

[13] «Страница каталога для PIA22177» . photojournal.jpl.nasa.gov . Проверено 17 августа 2018 г.

[Ingersoll_7676–7685-14] Jump up to: ^а ^б Ингерсолл, Эндрю П.; Адумитроайе, Вергилий; Эллисон, Майкл Д.; Атрея, Сушил; Беллотти, Амадео А.; Болтон, Скотт Дж.; Браун, Шеннон Т.; Гулкис, Самуэль; Янссен, Майкл А. (05 августа 2017 г.). «Последствия распределения аммиака на Юпитере от 1 до 100 бар по данным микроволнового радиометра Юнона» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 44 (15): 7676–7685. Бибкод : 2017GeoRL..44.7676I . дои : 10.1002/2017gl074277 . hdl : 2027.42/138332 . ISSN 0094-8276 . ПМЦ 7580824 . ПМИД 33100420 . S2CID 133882546 .

[15] Браун, Шеннон; Янссен, Майкл; Адумитроайе, Вергилий; Атрея, Сушил; Болтон, Скотт; Гулкис, Самуэль; Ингерсолл, Эндрю; Левин, Стивен; Ли, Ченг (июнь 2018 г.). «Распространенные сферические молнии на частоте 600 мегагерц вблизи полюсов Юпитера». Природа . 558 (7708): 87–90. Бибкод : 2018Natur.558...87B . дои : 10.1038/s41586-018-0156-5 . ISSN 0028-0836 . ПМИД 29875484 . S2CID 46952214 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

v т и Юнона Космический корабль
Инструменты	GS (Гравитация) JEDI (Прибор для обнаружения энергетических частиц Юпитера) ДЖЕЙД (Эксперимент по распределению полярных сияний Юпитера) JIRAM (Юпитерианский инфракрасный картограф полярных сияний) JCM (ЮноКам) МАГ (Магнетометр) MWR (Микроволновой радиометр) УВС (Ультрафиолетовый спектрограф) Волны (эксперимент с радиоволнами и плазменными волнами)
Дизайн	Радиационное хранилище Юноны
Похожие статьи	Atlas V (launcher) Юпитер (пункт назначения) Программа «Новые рубежи»
НАСА