Unikt partikelinstrument skräddarsytt för Jupiters extrema rymdmiljö

Den 25 mars försvarar Angèle Pontoni, Institutet för rymdfysik (IRF) och Umeå universitet, sin doktorsavhandling. Angèle har bidragit till att utveckla, testa, kalibrera och validera det unika partikelinstrumentet Jovian Neutrals Analyzer. Instrumentet ska studera rymdmiljön omkring Jupiter ombord på den europeiska rymdfarkosten JUpiter ICy moons Explorer som skjuts upp 2023.

“ Jovian Neutrals Analyzer (JNA) är skräddarsydd för att studera den komplexa interaktionen mellan Jupiters månar och de energirika partiklar som fångas in av Jupiters starka magnetfält “, säger Angèle.

De vetenskapliga målen för rymdexpeditionen är att studera Jupitersystemet med särskilt fokus på de tre stora isiga månarna Europa, Ganymedes och Callisto. Sonden kommer också att titta närmare på Io torus, en munkformad struktur som består av energirika partiklar som härrör från vulkanutbrott på Jupiters aktiva måne Io.

Alla instrument som skickas ut i rymden måste skräddarsys för den specifika miljö där mätningarna ska utföras. Mätningar i Jupitersystemet är särskilt utmanande på grund av den hårda strålningsmiljön. För att dämpa bruset som strålningen orsakar har Jovian Neutrals Analyzer utrustats med tunga sköldar av volfram. Instrumentet är även utrustat med en speciell typ av detektor.

” Att bygga instrument för rymden är mycket utmanande. Efter att instrumentet skjutits iväg har vi ingen möjlighet att fixa några designfel. För att kunna säkerställa att Jovian Neutrals Analyzer kommer att fungera i rymden har det fått genomgå många olika tester ”, säger Angèle.

Den största delen av tiden som doktorand har Angèle spenderat i IRF:s olika laboratorium där hon byggt, testat och kalibrerat instrumentet. Hon har aktivt utvecklat och testat fem olika versioner av JNA, inklusive den som nu är monterad på rymdfarkosten.

En av hennes första uppgifter var att bygga en förenklad version av instrumentet för att demonstrera den elektriska designen. Angèle har även utfört datorsimuleringar för att förutsäga partikelmiljön vid månen Ganymedes, vilket är avgörande för att kunna tolka de observationer instrumentet kommer att göra.

“De ljusa och mörka områdena som identifierats på Ganymedes yta kan bero på att mängden partiklar som träffar ytan varierar. JNA mäter de neutrala partiklar som kommer från månen och som har skapats då partiklar kolliderat med ytan. Det ger oss en bild av nederbördsmönstret. På liknande sätt kan instrumentet kartlägga Io torus genom att mäta neutrala partiklar, utan att behöva befinna sig nära Io där strålningen skulle skada rymdfarkosten.”

Angèle Pontoni, född i Frankrike, försvarar sin avhandling Development and simulated observations of the Jovian Neutrals Analyzer i aulan på IRF i Kiruna, fredagen den 25 mars. Fakultetsopponent är professor Andrew Yau från University of Calgary i Kanada.

Doktorsavhandlingen: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-192805
**
Kontakt:
** Angèle Pontoni, doktorand, Institutet för rymdfysik (IRF) och Umeå universitet
angele.pontoni@irf.se
+46 980 79079