Cosmic Dust Analyzer
ক্যাসিনি মিশনের মহাজাগতিক ধুলো বিশ্লেষক (সিডিএ) একটি বড় এলাকা (0.1 মি2 মোট সংবেদনশীল এলাকা) বহু-সেন্সর ধুলো যন্ত্র যার মধ্যে একটি রাসায়নিক ধুলো বিশ্লেষক (টাইম-অফ-ফ্লাইট মাস স্পেকট্রোমিটার), একটি অত্যন্ত নির্ভরযোগ্য প্রভাব আয়নীকরণ আবিষ্কারক এবং দুটি উচ্চ হারের মেরুকৃত পলিভিনাইলিন ফ্লোরাইড (পিভিডিএফ) আবিষ্কারক রয়েছে। শনির পথে 6 বছর ধরে সিডিএ আন্তঃগ্রহীয় ধুলো মেঘ, আন্তঃনাক্ষত্রিক ধুলোর প্রবাহ এবং বৃহস্পতির ধুলো প্রবাহ বিশ্লেষণ করে। শনির চারপাশে কক্ষপথে 13 বছর ধরে সিডিএ ই বলয়, এনসেলাডাসের প্লুমে ধুলো এবং শনির পরিবেশে ধুলো অধ্যয়ন করে। দ্য কসমিক ডাস্ট অ্যানালাইজার, সিডিএ ছিল হাইডেলবার্গ (জার্মানি)-এর ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর নিউক্লিয়ার ফিজিক্স (এমপিআইকে)-এর সপ্তম ধুলো যন্ত্র যা এইচইওএস 2 স্যাটেলাইটের ধুলো সনাক্তকারী এবং গ্যালিলিও এবং ইউলিসিস স্পেস প্রোবের ধুলো সনাক্তকারী এবং হেলিওস মহাকাশযানের আরও জটিল ধুলো বিশ্লেষক, জিওটো এবং ভেগা মহাকাশযান থেকে হ্যালির ধূমকেতুর দিকে। ক্যাসিনি মহাকাশযানে শনির ধূলিকণা বিশ্লেষণের জন্য এবারহার্ড গ্রুনের নেতৃত্বে বিজ্ঞানীদের একটি দল এবং ডায়েটমার লিঙ্কার্টের নেতৃত্বে প্রকৌশলীরা নতুন ধুলো বিশ্লেষক ব্যবস্থা তৈরি করেছিলেন। এই যন্ত্রটি একটি বৃহত্তর সংবেদনশীল এলাকা (0.1 মি2) প্রভাব আবিষ্কারক, একটি ছোট টাইম-অফ-ফ্লাইট মাস স্পেকট্রোমিটার রাসায়নিক বিশ্লেষক এবং দুটি উচ্চ হারের পোলারাইজড পলিভিনাইলাইডিন ফ্লোরাইড (পিভিডিএফ) আবিষ্কারক নিয়োগ করে, যাতে ই রিং অতিক্রম করার সময় উচ্চ প্রবাহ মোকাবেলা করা যায়। হাইডেলবার্গের ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর নিউক্লিয়ার ফিজিক্স সামগ্রিক যন্ত্রের বিকাশ এবং পরীক্ষার জন্য দায়ী ছিল। বার্লিন-অ্যাডলারসফের ডিএলআর (যান্ত্রিক, পরিচ্ছন্নতা, তাপীয় নকশা, পরীক্ষা), ক্যান্টারবারি বিশ্ববিদ্যালয়ের টনি ম্যাকডোনেল (রাসায়নিক বিশ্লেষক, ইউকে), রাদারফোর্ড অ্যাপলটন ল্যাবরেটরি (স্পেকট্রোমিটার ইলেকট্রনিক্স, ইউকে) এবং জি. পাহল (যান্ত্রিক নকশা, মিউনিখ, জার্) প্রধান অবদান রেখেছিলেন। পিভিডিএফ ডিটেক্টরগুলি শিকাগো বিশ্ববিদ্যালয়ের টনি টুজ্জোলিনো সরবরাহ করেছিলেন। সিডিএ-র প্রস্তাবিত প্রধান তদন্তকারী ছিলেন এবারহার্ড গ্রুন। 1990 সালে ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর নিউক্লিয়ার ফিজিক্স থেকে পিআই-জাহাজটি রাল্ফ শ্রামার কাছে হস্তান্তর করা হয়, যিনি বর্তমানে জার্মানির স্টুটগার্ট বিশ্ববিদ্যালয়ে রয়েছেন। রাল্ফ শ্রামা মিউনিখের টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটি থেকে তাঁর থিসিসের জন্য (জার্মান ভাষায় 10 নভেম্বর 2000), "কসমিক-ডাস্ট-অ্যানালাইজার থেকে বৈজ্ঞানিক মহাকাশযান বর্ণনাকারী একটি মডেল"-এর জন্য "Dr.-Ing" ডিগ্রি অর্জন করেন। সিডিএ-র প্রধান সেন্সর হল গ্যালিলিও এবং ইউলিসিস ডাস্ট ডিটেক্টরের মতো একটি প্রভাব আয়নীকরণ সনাক্তকারী (আই. আই. ডি)। অর্ধগোলাকার লক্ষ্যের কেন্দ্রে রয়েছে ছোট (0.016 m2) রাসায়নিক বিশ্লেষক লক্ষ্য, সিএটি, + 1000 ভি বৈদ্যুতিক সম্ভাব্যতায়। লক্ষ্যের সামনে তিন মিলিমিটার হল 0 ভি সম্ভাবনায় একটি গ্রিড। সিএটি-তে ধূলিকণার প্রভাব একটি প্লাজমা তৈরি করে যা উচ্চ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দ্বারা পৃথক করা হয়। আয়নগুলি ~ 1000eV শক্তি অর্জন করে এবং কেন্দ্র সংগ্রাহকের দিকে মনোনিবেশ করে। 230 মিলিমিটার দূরত্বে আধা-স্বচ্ছ গ্রিড এবং কেন্দ্রের ইলেকট্রন গুণক দ্বারা আয়নগুলি আংশিকভাবে সংগ্রহ করা হয়। চার্জ সংকেতগুলির তরঙ্গ রূপগুলি পরিমাপ করা হয়, সংরক্ষণ করা হয় এবং মাটিতে প্রেরণ করা হয়। গুণক সংকেত মুক্ত আয়নগুলির একটি সময়-উড্ডয়নের ভর বর্ণালীর প্রতিনিধিত্ব করে। বিশ্লেষকের প্রবেশদ্বারে চারটি গ্রিডের মধ্যে দুটি ধুলো কণার বৈদ্যুতিক চার্জ তুলে নেয়। এই ক্ষমতাগুলির সাথে সিডিএকে একটি প্রোটোটাইপ ধুলো টেলিস্কোপ হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। সিডিএ 1999 সাল থেকে 2017 সালে ক্যাসিনির শেষ সক্রিয় সেকেন্ড পর্যন্ত 18 বছর ধরে মাইক্রোমিটিওরয়েড পরিবেশ পরিমাপ করে। 1997 সালে 317তম দিনে 'ফ্লাই-অ্যাওয়ে-কভার' যন্ত্রটি মুক্তি পায়। বিজ্ঞান পরিকল্পনা এবং ক্রিয়াকলাপ ম্যাক্স-প্ল্যাঙ্ক-ইনস্টিটিউট ফর নিউক্লিয়ার ফিজিক্স এবং পরে স্টুটগার্ট বিশ্ববিদ্যালয় দ্বারা পরিচালিত হয়েছিল। ক্যাসিনি মহাকাশযানটি একটি তিন-অক্ষের স্থিতিশীল মহাকাশযান ছিল যার অ্যান্টেনা মাঝে মাঝে ডেটা ডাউনলোড করতে এবং অপারেশনাল কমান্ডগুলি গ্রহণ করার জন্য পৃথিবীর দিকে নির্দেশ করে। এই সময়ের মধ্যে ক্যাসিনির মনোভাব জাহাজের 12টি যন্ত্রের মধ্যে এক বা একাধিক যন্ত্রের অনুরোধকৃত পর্যবেক্ষণ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হত। এর নির্দেশক মনোভাবের উপর আরও কিছু নিয়ন্ত্রণ অর্জনের জন্য, সিডিএ মহাকাশযান এবং ধুলো বিশ্লেষকের মধ্যে একটি টার্নটেবল নিয়োগ করেছিল। প্রধান আবিষ্কার ও পর্যবেক্ষণ 1997 সালে উৎক্ষেপণ থেকে 2004 সালে শনি গ্রহে আগমন পর্যন্ত, ক্যাসিনি-হিউজেন্স 0.7 থেকে 10 এ. ইউ পর্যন্ত আন্তঃগ্রহীয় স্থান পরিভ্রমণ করে। এই সময়ে অভ্যন্তরীণ গ্রহ ব্যবস্থায় আন্তঃগ্রহ এবং আন্তঃনাক্ষত্রিক ধূলিকণা পর্যবেক্ষণের জন্য দীর্ঘ সময়কাল কার্যকর ছিল। প্রধান আকর্ষণগুলি ছিল আন্তঃগ্রহীয় মহাকাশে ধূলিকণার বৈদ্যুতিক চার্জ সনাক্তকরণ এবং আন্তঃগ্রহীয় ধুলো কণাগুলির গঠন নির্ধারণ। গ্রহাণু বেষ্টনী অতিক্রম করার সময় কোনও পরিমাপ সম্ভব ছিল না। 2000 সালে জুপিটার ফ্লাইবাইয়ের সময় ন্যানোমিটার আকারের ধুলো প্রবাহের কণাগুলি বিশ্লেষণ করার এবং বৃহস্পতির চাঁদ আইও-এর সাথে তাদের গঠনমূলক সম্পর্ক প্রদর্শন করার সুযোগ ছিল যেখানে তারা উদ্ভূত হয়েছিল। 2004 সালে শনির কাছে পৌঁছনোর সময়, 100 কিমি/সেকেন্ড গতিতে সাবমাইক্রন কণিকার অনুরূপ প্রবাহ সনাক্ত করা হয়েছিল। এই কণাগুলি বেশিরভাগ ঘন বলয়ের বাইরের অংশ থেকে উদ্ভূত হয়। তারা শনির চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা নির্গত হয়েছিল যতক্ষণ না তারা সৌর বায়ু চৌম্বক ক্ষেত্রে প্রবেশ করে। শনির প্রবাহের কণাগুলি প্রাথমিক বরফের বলয় কণাগুলির সিলিকেট অমেধ্য নিয়ে গঠিত। শনির কক্ষপথে শনির চারপাশে ক্যাসিনির 292টি কক্ষপথের সময় (2004 থেকে 2017) সিডিএ কয়েক মিলিয়ন ধুলো প্রভাব পরিমাপ করে যা বেশিরভাগ শনির ই রিংয়ে ধুলোকে চিহ্নিত করে। এই প্রক্রিয়ায় সিডিএ আবিষ্কার করে যে, ই বলয় শনি থেকে আলোকীয়ভাবে যতটা দেখা যায় তার প্রায় দ্বিগুণ দূরে প্রসারিত। চৌম্বকমণ্ডলের প্লাজমা অবস্থার উপর নির্ভর করে পরিবর্তনশীল ধুলো আধানের পরিমাপ (শনির ই বলয়ের একটি গতিশীল ধুলো মডেলের সংজ্ঞার অনুমতি দেয় যা পর্যবেক্ষিত বৈশিষ্ট্যগুলি বর্ণনা করে। 2005 সালে সিডিএ পৃষ্ঠ থেকে 175 কিলোমিটারের মধ্যে ক্যাসিনির এনসেলাডাসের নিকটবর্তী ফ্লাইবাইয়ের সময় আরও দুটি ক্যাসিনি যন্ত্র শনির চাঁদ এনসেলাডাসের দক্ষিণ মেরুতে অবস্থিত সক্রিয় বরফের গিজার আবিষ্কার করে। পরে, এনসেলাডাসের আশেপাশের জলের বরফের কণাগুলির বিশদ গঠনগত বিশ্লেষণের ফলে এনসেলাডাসের বরফের ভূত্বকের নীচে তরল জল মহাসাগরের বড় জলাধার আবিষ্কৃত হয়। 2017 সালে ক্যাসিনি মহাকাশযানের গ্র্যান্ড ফিনালে মিশনের সময়, এটি শনি এবং এর ভিতরের ডি রিংয়ের মধ্যবর্তী অঞ্চলের 22টি ট্র্যাভার্সাল সম্পাদন করে। এই পথে সিডিএ শনির ঘন বলয় থেকে ধুলো সনাক্ত করে। বেশিরভাগ বিশ্লেষণ করা শস্য ছিল কয়েক দশ ন্যানোমিটার আকারের এবং সিলিকেট এবং জল-বরফের সংমিশ্রণ ছিল। ক্যাসিনির বেশিরভাগ কক্ষপথ সফরের জন্য সিডিএ ই রিং জল-বরফের কণাগুলির প্রধানত প্রভাবশালী অগ্রভাগে আন্তঃনাক্ষত্রিক ধুলোর একটি ক্ষীণ স্বাক্ষর পর্যবেক্ষণ করেছে। আন্তঃনাক্ষত্রিক শস্যের ভর বর্ণালী সিলিকেট এবং অক্সাইড গঠনের ম্যাগনেসিয়াম সমৃদ্ধ শস্যের উপস্থিতির ইঙ্গিত দেয়, যার মধ্যে কিছু লোহার অন্তর্ভুক্তি সহ। 2011 সাল পর্যন্ত প্রধান আবিষ্কারগুলি একটি নিবেদিত গবেষণাপত্রে সংক্ষিপ্ত করা হয়েছিল। গ্যালিলিও এবং ইউলিসিস ডাস্ট ডিটেক্টরস রেফারেন্স মহাকাশযান যন্ত্র বৈজ্ঞানিক যন্ত্র মহাকাশ বিজ্ঞান পরীক্ষা-নিরীক্ষা ক্যাসিনি-হিউজেন্স দেখুন