Magnetospheric Imaging Instrument MIMI an Bord der Raumsonde Cassini

Magnetospheric Imaging Instrument MIMI an Bord der Raumsonde Cassini

Das Magnetosphere Imaging Instrument (MIMI) ist ein Detektorsystem zur Messung von neutralen und geladenen Teilchen im Saturnsystem. MIMI ist ein Instrument zur detaillierten Untersuchung der Teilchenpopulationen in der Saturnmagnetosphäre und speziell darauf ausgelegt, die globale Konfiguration und die Dynamik der Plasmaumgebung des Ringplaneten sowie die Wechselwirkung dieser Teilchen mit den Monden zu studieren.

MIMI besteht aus drei verschiedenen Sensoren (INCA, CHEMS, LEMMS) und einer zentralen Elektronikeinheit MEU, die in Europa und den USA entwickelt und gebaut worden sind.

  • INCA (Ion Neutral Camera) vom Applied Physics Laboratory JHU/APL Laurel, Maryland, USA
  • CHEMS (Charge Energy Mass Spectrometer) von der University of Maryland, College Park, USA
  • LEMMS (Low Energy Magnetospheric Measurement System) aus dem Max-Planck Institut für Sonnensystemforschung
  • MEU (Main Electronic Unit) aus IRAP, Toulouse, F und JHU/APL Laurel, Maryland, USA

Am MPS wurde der Sensor LEMMS entwickelt und gebaut, gefördert vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). LEMMS ist ein Instrument zur Messung geladener Teilchen mit einer Energie oberhalb von 15 keV. Ionen und Elektronen werden voneinander getrennt registriert. Das Instrument besteht aus zwei gegenüberliegenden Eintrittsaperturen LE und HE zur Messung von niederenergetischen Teilchen LE und hochenergetichen Teilchen HE.

Low Energy Magnetospheric Measurement System LEMMS an Bord der Raumsonde Cassini zur Messung von geladenen Teilchen in der Saturnmagnetosphäre.

Teilchen, die durch die LE-Öffnung eintreffen, werden je nach Ladung mit Hilfe eines eingebauten Permanentmagneten auf verschiedene Halbleiterdetektoren abgelenkt. So können Elektronen zwischen 15 und etwa 900 keV gemessen werden. Für Ionen erstreckt sich der LE-Energiebereich von etwa 30 keV bis mehreren MeV.

LEMMS-Instrument im Detail.

Höhere Energien werden im HE-Teil des Instrumentes registriert. Teilchen treffen direkt auf vier hintereinander angeordnete Halbleiterdetektoren unterschiedlicher Dicke. Je nach Energie des eintreffenden Teilchens wird der Energieverlust in den einzelnen Detektoren gemessen. Mit Hilfe von Koinzidenz-Schemata kann dann die Gesamtenergie des Teilchens bestimmt und zwischen Elektronen und Ionen unterschieden werden.

LEMMS wurde auf einen programmierbaren Drehteller montiert, um eine möglichst gute Abdeckung der Einfallsrichtungen bzw. Pitchwinkel (Winkel zwischen Einfallsrichtung der Teilchen und Richtung des Magnetfeldes) zu erhalten. Der Drehteller rotierte bis zum Tag 32, 2005. Seit diesem Tag ist LEMMS nur noch in der Lage aus zwei Richtungen gleichzeitig Daten aufzunehmen. Je nach Orientierung bzw. Rotation der Raumsonde werden dabei unterschiedliche Pitchwinkel abgedeckt.

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