LENA: Imager for Low Energy Neutral Atoms

Abstract

Im Rahmen einer großen internationalen Zusammenarbeit (Leitung Jim Burch vom Southwest Research Institute, USA, und den Mitarbeitern an den verschiedenen Forschungsstätten) arbeiten wir an der Entwicklung eines abbildenden Massenspektrometers (dem LENA Sensor) für die IMAGE mission. Dieses abbildende Massenspektrometer ist für den Nachweis neutraler Teilchen im Energiebereich von 10eV bis 1keV ausgelegt, und dient zur Fernerkundung des polaren Ionenausflusses (z.B. der Auroraregion, siehe Bild am Anfang dieser Seite), sowie von magnetosphärischen Strukturen (Ringströme, Grenzflächen, ... siehe Schema). Damit soll es erstmalig möglich werden Bilder von diesen Plasmapopulationen in schneller Zeitfolge für die einzelnen Ionensorten aufzunehmen, und somit die Dynamik der Magnetosphäre, als Folge der sich laufend ändernden Bedingungen auf der Sonne, welche uns durch den Sonnenwind übermittelt werden, genau zu untersuchen.

Der Anteil der Universität Bern an diesem Projekt ist die Entwicklung einer neuartigen Ionisationsmethode welche diese Untersuchungen erst möglich macht, und deren Adaption für eine Anwendung auf einer Raumsonde. Weiters arbeiten wir an Teilen der Ionenoptik des abbildenden Massenspektrometers.

Missions Ziel und Daten

IMAGE ist eine Mission der MIDEX Klasse und wurde 1996 von der NASA ausgewählt um die Veränderungen in der Magnetosphäre der Erde zu untersuchen, welche durch Änderungen im Sonnenwind hervorgerufen werden. Auf dem IMAGE Satelliten werden abbildende Neutralteilchenmassenspektrometer, Kameras und Spektrometer im ultravioleten Frequenzbereich, sowie ein bildgebendes Radioteleskop eingesetzt.

IMAGE will use neutral atom, ultraviolet, and radio imaging techniques to:

  • Identify the dominant mechanisms for injecting plasma into the magnetosphere on substorm and magnetic storm time scales.
  • Determine the directly driven response of the magnetosphere to solar wind changes.
  • Discover how and where magnetospheric plasmas are energized, transported, and subsequently lost during substorms and magnetic storms.