• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Ny atmosfär vind-/temperatursensor för att förbättra väderprognosen i rymden

    Närbild av 2,06 THz Schottky-diodblandaren (vänster); en datorgenererad modell av hela TLS-instrumentet (höger). Kredit:NASA JPL

    Globala vind- och temperaturmätningar i den nedre termosfären (100-150 km över jorden) är de två viktigaste variablerna som behövs för att exakt förutsäga rymdväder och klimatförändringar. En innovativ teknik utvecklas gemensamt av Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, GSFC, och JPL för att göra dessa mätningar med hjälp av atomär syreemission vid 2,06 THz (145 μm).

    En ny sensor, kallad TeraHertz Limb Sounder (TLS), kommer att göra dessa kritiska mätningar under ett brett spektrum av observationsförhållanden (t.ex. dag och natt, med och utan norrsken närvarande) från en låg jordbana. Inte bara kommer TLS-mätningar att göra det möjligt för forskare att studera neutral atmosfärs interaktioner med jonosfären och magnetosfären ovan, de kommer att förbättra vår grundläggande förståelse av mekanismerna och effekterna i jordens övre atmosfär och andra planet- och stjärnatmosfärer. Data kommer också att hjälpa forskare att förstå hur den övre atmosfären påverkas av solvariabilitet (dvs. strålning, magnetiserade solvindar, och energetiska partiklar) och störningar i lägre atmosfär – kritiska geofysiska processer som påverkar många rymdväderfenomen som utgör faror för rymdfarkoster, människor i rymden, och teknisk infrastruktur på marken.

    TLS-instrumentet aktiveras av en högkänslig galliumarsenid (GaAs)-diodbaserad heterodynmottagare som fungerar vid rumstemperatur. 2016, teamet utvecklade den högfrekventa Schottky-dioden som visas på föregående sida, som blandar den inkommande signalen från 2,06 THz ner till ett mellanfrekvensband för att mäta spektrala emissionsegenskaper från atomärt syre i atmosfären. Denna avancerade mixerteknik kan användas för att bygga kompakta, lågmassa- och lågeffektinstrument för NASA:s små satellituppdrag.

    TLS-utveckling kommer att mogna och optimera en låg ljudnivå, högkänslig THz-mottagare för att främja heliofysikvetenskap i framtida rymdväderuppdrag med minskade kostnader och schemalagda risker. Denna utvecklingssatsning fokuserar på integreringen av mottagarsystemet, optimering, och demonstration av viktiga delsystems prestanda. Detta THz-mottagarsystem är utformat för att fungera vid en omgivningstemperatur i rymden med hjälp av passiva radiatorer, vilket tar bort behovet av en dedikerad resurskrävande kryokylare.

    2016, teamet slutförde utvecklingen av TLS-mottagarekonceptet och framgångsrikt designade och tillverkade Schottky-diodblandaren. Pågående forskning är inriktad på att bygga en modell av prototypinstrument och göra mottagarens känslighetsmätningar för att verifiera mottagarens prestanda.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com