Cosmic Dust Analyzer
کیسینی مشن پر کاسمک ڈسٹ اینالائزر (سی ڈی اے) ایک بڑا علاقہ (0.1 میٹر 2 کل حساس علاقہ) ملٹی سینسر ڈسٹ انسٹرومنٹ ہے جس میں کیمیائی ڈسٹ اینالائزر (ٹائم آف فلائٹ ماس سپیکٹرومیٹر)، ایک انتہائی قابل اعتماد امپیکٹ آئنائزیشن ڈیٹیکٹر، اور دو ہائی ریٹ پولرائزڈ پولی وینائلڈین فلورائڈ (پی وی ڈی ایف) ڈیٹیکٹر شامل ہیں۔ سیارہ کے راستے میں 6 سالوں کے دوران سی ڈی اے نے بین الکلیاتی دھول کے بادل، انٹرسٹیلر دھول کی ندی، اور مشتری کی دھول کی ندیوں کا تجزیہ کیا۔ سیٹرن کے گرد مدار میں 13 سالوں کے دوران سی ڈی اے نے ای رنگ، اینسیلاڈس کے پودوں میں دھول، اور سیٹرن کے ماحول میں دھول کا مطالعہ کیا۔ جائزہ کاسمک ڈسٹ اینالائزر، سی ڈی اے میکس پلانک انسٹی ٹیوٹ فار نیوکلیئر فزکس (ایم پی آئی کے)، ہیڈلبرگ (جرمنی) کا ساتواں دھول کا آلہ تھا جو ایچ ای او ایس 2 سیٹ 5 سیٹلائٹ پر دھول کا پتہ لگانے والے آلات اور گیلیلیو اور یولیسس خلائی تحقیقات پر دھول کا پتہ لگانے والے آلات اور ہیلیوس خلائی جہاز پر زیادہ پیچیدہ دھول کے تجزیہ کاروں، جیوٹو اور ویگا خلائی جہاز سے ہیلی کے دمدار ستارے تک تھا۔ نیا دھول تجزیہ کار نظام ایبر ہارڈ گرون کی قیادت میں سائنس دانوں کی ایک ٹیم اور ڈائیٹمار لنکرٹ کی قیادت میں انجینئروں نے تیار کیا تھا تاکہ کیسینی خلائی جہاز پر سیٹرن سسٹم میں دھول کا تجزیہ کیا جا سکے۔ یہ آلہ ایک بڑے حساس علاقے (0.1 m2) امپیکٹ ڈٹیکٹر، ایک چھوٹا ٹائم آف فلائٹ ماس سپیکٹرومیٹر کیمیائی تجزیہ کار اور دو ہائی ریٹ پولرائزڈ پولی وینائلڈین فلورائڈ (پی وی ڈی ایف) ڈٹیکٹر استعمال کرتا ہے، تاکہ ای رنگ کے کراسنگ کے دوران ہائی فلوکس سے نمٹا جا سکے۔ ہیڈلبرگ میں میکس پلانک انسٹی ٹیوٹ فار نیوکلیئر فزکس مجموعی آلات کی ترقی اور جانچ کا ذمہ دار تھا۔ برلن-ایڈلرشوف میں ڈی ایل آر (میکینکس، صفائی، تھرمل ڈیزائن، ٹیسٹ)، یونیورسٹی آف کینٹربری سے ٹونی میکڈونل (کیمیائی تجزیہ کار، یوکے)، ردرفورڈ ایپلٹن لیبارٹری (سپیکٹرومیٹر الیکٹرانکس، یوکے) اور جی پہل (مکینیکل ڈیزائن، میونخ، جی آر) نے اہم تعاون فراہم کیا۔ پی وی ڈی ایف ڈٹیکٹرز شکاگو یونیورسٹی کے ٹونی ٹزولینو نے فراہم کیے تھے۔ سی ڈی اے کے لیے تجویز کردہ پرنسپل انویسٹی گیٹر ایبرہارڈ گرون تھے۔ 1990 میں پی آئی جہاز میکس پلانک انسٹی ٹیوٹ برائے نیوکلیئر فزکس سے رالف سراما کے حوالے کیا گیا، جو اب جرمنی کی یونیورسٹی آف اسٹٹ گارٹ میں ہے۔ رالف سراما نے اپنی تھیسس (10 نومبر 2000، جرمن میں) کے لیے میونخ کی ٹیکنیکل یونیورسٹی سے "Dr.-Ing" کی ڈگری حاصل کی، "کاسمک-ڈسٹ-اینالائزر سے سائنسی خلائی جہاز کو بیان کرنے والے ماڈل تک"۔ سی ڈی اے کا مرکزی سینسر گیلیلیو اور یولیسس ڈسٹ ڈیٹیکٹرز کی طرح ایک امپیکٹ آئنائزیشن ڈیٹیکٹر (آئی آئی ڈی) ہے۔ نصف کروی ہدف کے مرکز میں چھوٹا (0.016 m2) کیمیائی تجزیہ کار ہدف، CAT، + 1000 V برقی صلاحیت پر ہوتا ہے۔ ہدف کے سامنے تین ملی میٹر 0 V صلاحیت پر ایک گرڈ ہے۔ سی اے ٹی پر دھول کے اثرات ایک پلازما پیدا کرتے ہیں جو اعلی برقی میدان سے الگ ہوتا ہے۔ آئن 1000eV کی توانائی حاصل کرتے ہیں اور مرکز جمع کرنے والے کی طرف مرکوز ہوتے ہیں۔ آئنوں کو جزوی طور پر 230 ملی میٹر کے فاصلے پر نیم شفاف گرڈ اور سینٹر الیکٹران ملٹی پلیئر کے ذریعے جمع کیا جاتا ہے۔ چارج سگنلز کی لہر کی شکلیں ناپی جاتی ہیں، ذخیرہ کی جاتی ہیں اور زمین پر منتقل کی جاتی ہیں۔ ضرب سگنل جاری شدہ آئنوں کے ٹائم آف فلائٹ ماس سپیکٹرم کی نمائندگی کرتا ہے۔ تجزیہ کار کے داخلی دروازے پر موجود چار میں سے دو گرڈ دھول کے ذرہ کا برقی چارج اٹھاتے ہیں۔ ان صلاحیتوں کے ساتھ سی ڈی اے کو پروٹو ٹائپ ڈسٹ ٹیلی اسکوپ سمجھا جا سکتا ہے۔ سی ڈی اے نے 1999 سے لے کر 2017 میں کیسینی کے آخری فعال سیکنڈ تک 18 سالوں تک مائیکرو میٹیورائڈ ماحول کی پیمائش کی، بغیر کسی بڑے انحطاط کے۔ انسٹرومنٹ فلائی-اوے-کور پہلے ہی 1997 میں 317 ویں دن جاری کیا گیا تھا۔ سائنس کی منصوبہ بندی اور کارروائیوں کا انتظام میکس-پلانک-انسٹی ٹیوٹ برائے نیوکلیئر فزکس اور بعد میں یونیورسٹی آف اسٹٹ گارٹ نے کیا۔ کیسینی خلائی جہاز تین محوروں والا مستحکم خلائی جہاز تھا جس میں اینٹینا کبھی کبھار زمین کی طرف اشارہ کرتا تھا تاکہ ڈیٹا ڈاؤن لوڈ کیا جا سکے اور آپریشنل کمانڈز حاصل کیے جا سکیں۔ اس دوران کیسینی کے رویے کو جہاز میں موجود 12 آلات میں سے ایک یا زیادہ کے درخواست کردہ مشاہدات سے کنٹرول کیا گیا۔ اس کے اشارہ کرنے والے رویے پر کچھ اور کنٹرول حاصل کرنے کے لیے، سی ڈی اے نے خلائی جہاز اور دھول کے تجزیہ کار کے درمیان ایک ٹرن ٹیبل کا استعمال کیا۔ بڑی دریافتیں اور مشاہدات بین الکلیاتی سفر کے دوران 1997 میں لانچ ہونے سے لے کر 2004 میں سیٹرن کی آمد تک، کیسینی-ہیوجینز نے بین الکلیاتی خلا کو 0.7 سے 10 AU تک سفر کیا۔ اس وقت کے دوران اندرونی سیاروں کے نظام میں بین سیاروں اور انٹرسٹیلر دھول کے مشاہدات کے لیے طویل ادوار مفید تھے۔ اہم جھلکیاں بین الکلیاتی خلا میں دھول کے برقی چارج کا پتہ لگانا اور بین الکلیاتی دھول کے ذرات کی ساخت کا تعین تھا۔ کشودرگرہ کی پٹی کو عبور کرنے کے دوران کوئی پیمائش ممکن نہیں تھی۔ 2000 میں جپٹر فلائی بائی کے دوران نینو میٹر کے سائز کے دھول کے دھارے کے ذرات کا تجزیہ کرنے اور جپٹر کے چاند آئی او سے ان کے ساختیاتی تعلق کا مظاہرہ کرنے کا موقع ملا جہاں سے وہ نکلتے ہیں۔ 2004 میں سیارہ کے قریب پہنچنے پر، 100 کلومیٹر فی سیکنڈ کی رفتار کے ساتھ سب مائیکرون اناج کی اسی طرح کی ندیوں کا پتہ چلا۔ یہ ذرات زیادہ تر گھنے بجتوں کے بیرونی حصوں سے نکلتے ہیں۔ انہیں سیارہ کے مقناطیسی میدان سے اس وقت تک خارج کیا گیا جب تک کہ وہ شمسی ہوا کے مقناطیسی میدان میں داخل نہ ہو جائیں۔ سیٹرن ندی کے ذرات بنیادی برفیلی رنگ کے ذرات کی سلیکیٹ نجاست پر مشتمل ہوتے ہیں۔ سیٹرن کے مدار میں سیٹرن کے ارد گرد کیسینی کے 292 مداروں کے دوران (2004 سے 2017) سی ڈی اے نے کئی ملین دھول کے اثرات کی پیمائش کی جو زیادہ تر سیٹرن کے ای رنگ میں دھول کی خصوصیت رکھتے ہیں۔ اس عمل میں سی ڈی اے نے پایا کہ ای رنگ سیٹرن سے تقریبا دوگنا دور تک پھیلا ہوا ہے جیسا کہ نظری طور پر مشاہدہ کیا گیا ہے۔ مقناطیسی سطح کے پلازما کے حالات کے لحاظ سے متغیر دھول کے چارج کی پیمائش (مشاہدہ شدہ خصوصیات کو بیان کرنے والے سیٹرن کے ای رنگ کے متحرک دھول ماڈل کی تعریف کی اجازت دی۔ 2005 میں سطح سے 175 کلومیٹر کے فاصلے پر اینسیلاڈس کے کیسینی کے قریب پرواز کے دوران سی ڈی اے نے دو دیگر کیسینی آلات کے ساتھ مل کر سیٹرن کے چاند اینسیلاڈس کے جنوبی قطب پر واقع فعال آئس گیزر دریافت کیے۔ بعد میں، اینسیلاڈس کے آس پاس کے پانی کے برف کے دانے کے تفصیلی ساختیاتی تجزیے سے اینسیلاڈس کی برفیلی پرت کے نیچے مائع پانی کے سمندروں کے بڑے ذخائر کی دریافت ہوئی۔ 2017 میں کیسینی خلائی جہاز کے گرینڈ فائنل مشن کے دوران، اس نے سیٹرن اور اس کے اندرونی ڈی رنگ کے درمیان کے علاقے کے 22 ٹریورسل انجام دیے۔ اس راستے کے دوران سی ڈی اے نے سیارہ کے گھنے چھلوں سے دھول کا پتہ لگایا۔ زیادہ تر تجزیہ شدہ اناج سائز میں چند دس نینو میٹر تھے اور ان میں سلیکیٹ اور پانی کی برف کی ساخت تھی۔ کیسینی کے بیشتر مداری دورے کے دوران سی ڈی اے نے ای رنگ کے پانی کے برف کے ذرات کے بڑے پیمانے پر غالب پیش منظر میں انٹرسٹیلر دھول کے ہلکے نشان کا مشاہدہ کیا۔ انٹرسٹیلر اناج کے بڑے پیمانے پر سپیکٹرم سلیکیٹ اور آکسائڈ کی ساخت کے میگنیشیم سے بھرپور اناج کی موجودگی کی نشاندہی کرتے ہیں، جن میں سے کچھ لوہے کی شمولیت کے ساتھ ہوتے ہیں۔ 2011 تک کی بڑی دریافتوں کا خلاصہ ایک وقف شدہ مقالے میں کیا گیا۔ گیلیلیو اور یولیس ڈسٹ ڈیٹیکٹرز حوالہ جات خلائی جہاز کے آلات سائنسی آلات خلائی سائنس کے تجربات کیسینی-ہیوجینز بھی دیکھیں۔