Cosmic Dust Analyzer
कैसिनी मिशन पर कॉस्मिक डस्ट एनालाइजर (सीडीए) एक बड़े क्षेत्र का बहु-संवेदक धूल उपकरण है जिसमें एक रासायनिक धूल विश्लेषक (उड़ान का समय द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर), एक अत्यधिक विश्वसनीय प्रभाव आयनीकरण डिटेक्टर और दो उच्च दर वाले ध्रुवीकृत पॉलीविनिलिडीन फ्लोराइड (पीवीडीएफ) डिटेक्टर शामिल हैं। शनि के रास्ते में 6 वर्षों के दौरान सी. डी. ए. ने अंतरग्रहीय धूल के बादल, अंतरतारकीय धूल की धारा और बृहस्पति की धूल की धाराओं का विश्लेषण किया। शनि के चारों ओर कक्षा में 13 वर्षों के दौरान सी. डी. ए. ने ई रिंग, एन्सेलेडस के प्लूम में धूल और शनि के वातावरण में धूल का अध्ययन किया। अवलोकन द कॉस्मिक डस्ट एनालाइजर, सी. डी. ए. मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर न्यूक्लियर फिजिक्स (एम. पी. आई. के.), हीडलबर्ग (जर्मनी) का सातवां धूल उपकरण था जो एच. ई. ओ. एस. 2 सैटेलाइट पर धूल डिटेक्टरों और गैलीलियो और यूलिसिस अंतरिक्ष जांच पर धूल डिटेक्टरों और हेलियोस अंतरिक्ष यान पर अधिक जटिल धूल विश्लेषकों, गियोटो और वेगा अंतरिक्ष यान से हेली के धूमकेतु तक था। कैसिनी अंतरिक्ष यान पर शनि प्रणाली में धूल का विश्लेषण करने के लिए एबरहार्ड ग्रून के नेतृत्व में वैज्ञानिकों की एक टीम और डायटमार लिंकर्ट के नेतृत्व में इंजीनियरों द्वारा नई धूल विश्लेषक प्रणाली विकसित की गई थी। ई रिंग के पार होने के दौरान उच्च प्रवाह से निपटने के लिए यह उपकरण एक बड़े संवेदनशील क्षेत्र (0.1 मी2) प्रभाव डिटेक्टर, एक छोटे समय-उड़ान द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर रासायनिक विश्लेषक और दो उच्च दर वाले ध्रुवीकृत पॉलीविनाइलाइडिन फ्लोराइड (पी. वी. डी. एफ.) डिटेक्टरों को नियोजित करता है। हेडलबर्ग में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर न्यूक्लियर फिजिक्स समग्र उपकरण विकास और परीक्षण के लिए जिम्मेदार था। बर्लिन-एडलर्शॉफ में डी. एल. आर. (यांत्रिकी, स्वच्छता, तापीय डिजाइन, परीक्षण), कैंटरबरी विश्वविद्यालय के टोनी मैकडॉनेल (रासायनिक विश्लेषक, यू. के.), रदरफोर्ड एप्पलटन प्रयोगशाला (स्पेक्ट्रोमीटर इलेक्ट्रॉनिक्स, यू. के.) और जी. पहल (यांत्रिक डिजाइन, म्यूनिख, जी. आर.) द्वारा प्रमुख योगदान प्रदान किए गए। पी. वी. डी. एफ. डिटेक्टर शिकागो विश्वविद्यालय के टोनी तुज़ोलिनो द्वारा प्रदान किए गए थे। सी. डी. ए. के लिए प्रस्तावित प्रधान अन्वेषक एबरहार्ड ग्रून थे। 1990 में पी. आई.-जहाज मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर न्यूक्लियर फिजिक्स से राल्फ सरमा को सौंप दिया गया था, जो अब जर्मनी के स्टटगार्ट विश्वविद्यालय में हैं। राल्फ सरामा ने म्यूनिख के तकनीकी विश्वविद्यालय से अपनी थीसिस (10 नवंबर 2000, जर्मन में), "कॉस्मिक-डस्ट-एनालाइजर से वैज्ञानिक अंतरिक्ष यान का वर्णन करने वाले मॉडल तक" के लिए अपनी डिग्री "Dr.-Ing" प्राप्त की। सीडीए का मुख्य संवेदक गैलीलियो और यूलिसिस डस्ट डिटेक्टर की तरह एक प्रभाव आयनीकरण डिटेक्टर (आई. आई. डी.) है। गोलार्द्ध लक्ष्य के केंद्र में छोटा (0.016 m2) रासायनिक विश्लेषक लक्ष्य, CAT, + 1000 V विद्युत क्षमता पर होता है। लक्ष्य के सामने तीन मिलीमीटर 0 वी क्षमता पर एक ग्रिड है। कैट पर धूल का प्रभाव एक प्लाज्मा उत्पन्न करता है जो उच्च विद्युत क्षेत्र द्वारा अलग किया जाता है। आयन 1000ई. वी. की ऊर्जा प्राप्त करते हैं और केंद्र संग्राहक की ओर केंद्रित होते हैं। आयनों को आंशिक रूप से 230 मिलीमीटर की दूरी पर अर्ध-पारदर्शी ग्रिड और केंद्र इलेक्ट्रॉन गुणक द्वारा एकत्र किया जाता है। आवेग संकेतों के तरंग रूपों को मापा जाता है, संग्रहीत किया जाता है और जमीन पर प्रेषित किया जाता है। गुणक संकेत जारी किए गए आयनों के समय-की-उड़ान द्रव्यमान स्पेक्ट्रम का प्रतिनिधित्व करता है। विश्लेषक के प्रवेश द्वार पर चार ग्रिडों में से दो धूल कण के विद्युत आवेश को उठाते हैं। इन क्षमताओं के साथ सी. डी. ए. को एक प्रोटोटाइप धूल दूरबीन माना जा सकता है। सी. डी. ए. ने 1999 से 2017 में कैसिनी के अंतिम सक्रिय सेकंड तक 18 वर्षों के लिए माइक्रोमीटियोरॉइड वातावरण को बिना किसी बड़े क्षरण के मापा। इंस्ट्रूमेंट फ्लाई-अवे-कवर पहले ही 1997 में 317वें दिन जारी किया जा चुका था। विज्ञान योजना और संचालन का प्रबंधन मैक्स-प्लैंक-इंस्टीट्यूट फॉर न्यूक्लियर फिजिक्स और बाद में स्टटगार्ट विश्वविद्यालय द्वारा किया गया था। कैसिनी अंतरिक्ष यान एक तीन-अक्षीय स्थिर अंतरिक्ष यान था जिसमें एंटीना कभी-कभी डेटा डाउनलोड करने और परिचालन आदेश प्राप्त करने के लिए पृथ्वी की ओर इशारा करता था। इस बीच कैसिनी का रवैया जहाज पर 12 उपकरणों में से एक या अधिक से अनुरोधित टिप्पणियों द्वारा नियंत्रित किया गया था। अपने इंगित दृष्टिकोण पर कुछ और नियंत्रण प्राप्त करने के लिए, सी. डी. ए. ने अंतरिक्ष यान और धूल विश्लेषक के बीच एक टर्नटेबल का उपयोग किया। प्रमुख खोज और अवलोकन अंतरग्रहीय परिभ्रमण के दौरान 1997 में प्रक्षेपण से लेकर 2004 में शनि के आगमन तक, कैसिनी-ह्यूजेन्स ने अंतरग्रहीय अंतरिक्ष को 0.7 से 10 ए. यू. तक परिभ्रमण किया। इस समय के दौरान आंतरिक ग्रह प्रणाली में अंतरग्रहीय और अंतरतारकीय धूल के अवलोकन के लिए लंबी अवधि उपयोगी थी। मुख्य आकर्षण अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में धूल के विद्युत आवेशों का पता लगाना और अंतरग्रहीय धूल कणों की संरचना का निर्धारण था। क्षुद्रग्रह पट्टी को पार करने के दौरान कोई माप संभव नहीं था। 2000 में बृहस्पति के उड़ान के दौरान नैनोमीटर के आकार के धूल की धारा के कणों का विश्लेषण करने और बृहस्पति के चंद्रमा आईओ के साथ उनके संरचनात्मक संबंध को प्रदर्शित करने का अवसर मिला, जहाँ से वे उत्पन्न होते हैं। 2004 में शनि के पास पहुंचने पर, 100 किमी/सेकंड के क्रम में गति के साथ सबमाइक्रॉन अनाज की इसी तरह की धाराओं का पता लगाया गया था। ये कण ज्यादातर घने वलय के बाहरी हिस्सों से उत्पन्न होते हैं। वे शनि के चुंबकीय क्षेत्र से तब तक बाहर निकले जब तक कि वे सौर पवन चुंबकीय क्षेत्र में प्रवेश नहीं कर जाते। शनि की धारा के कणों में प्राथमिक बर्फीले वलय कणों की सिलिकेट अशुद्धियाँ होती हैं। शनि की कक्षा में शनि के चारों ओर कैसिनी की 292 कक्षाओं के दौरान (2004 से 2017) सी. डी. ए. ने कई मिलियन धूल के प्रभावों को मापा जो ज्यादातर शनि के ई रिंग में धूल की विशेषता है। इस प्रक्रिया में सी. डी. ए. ने पाया कि ई रिंग शनि से लगभग दोगुनी दूर तक फैली हुई है जैसा कि ऑप्टिकल रूप से देखा गया है। मैग्नेटोस्फेरिक प्लाज्मा स्थितियों के आधार पर परिवर्तनीय धूल आवेशों का मापन (शनि के ई रिंग के एक गतिशील धूल मॉडल की परिभाषा की अनुमति देता है जो देखे गए गुणों का वर्णन करता है। 2005 में सतह से 175 किमी के भीतर एन्सेलेडस के कैसिनी के निकट उड़ान के दौरान सीडीए ने दो अन्य कैसिनी उपकरणों के साथ मिलकर शनि के चंद्रमा एन्सेलेडस के दक्षिणी ध्रुव पर स्थित सक्रिय बर्फ गीज़र की खोज की। बाद में, एन्सेलेडस के आसपास के क्षेत्र में पानी के बर्फ के कणों के विस्तृत संरचनात्मक विश्लेषण से एन्सेलेडस की बर्फीली परत के नीचे तरल जल महासागरों के बड़े जलाशयों की खोज हुई। 2017 में कैसिनी अंतरिक्ष यान के ग्रैंड फिनाले मिशन के दौरान, इसने शनि और उसके सबसे अंदर के डी रिंग के बीच के क्षेत्र के 22 पारगमन किए। इस मार्ग के दौरान सी. डी. ए. ने शनि के घने वलय से धूल का पता लगाया। अधिकांश विश्लेषण किए गए अनाज आकार में कुछ दसियों नैनोमीटर के थे और उनमें सिलिकेट और पानी-बर्फ की संरचना थी। कैसिनी के अधिकांश कक्षीय दौरे के लिए सी. डी. ए. ने ई रिंग जल-बर्फ कणों के बड़े पैमाने पर प्रमुख अग्रभूमि में अंतरतारकीय धूल का एक मंद हस्ताक्षर देखा। इंटरस्टेलर अनाज के द्रव्यमान स्पेक्ट्रा से पता चलता है कि सिलिकेट और ऑक्साइड संरचना के मैग्नीशियम युक्त अनाज की उपस्थिति है, जिनमें से कुछ में लोहे का समावेश होता है। 2011 तक की प्रमुख खोजों को एक समर्पित पेपर में संक्षेपित किया गया था। गैलीलियो और यूलिसिस डस्ट डिटेक्टर्स भी देखें संदर्भ अंतरिक्ष यान उपकरण वैज्ञानिक उपकरण अंतरिक्ष विज्ञान प्रयोग कैसिनी-ह्यूजेन्स