ASPERA-4

Energetic Neutral Atom (ENA) Imaging

Grundidee

In der Umgebung von Planeten koexistieren energetische geladene Teilchen (Ionen) aus Sonnenwind und Magnetosphäre und planetares Neutralgas. Diese beiden Teilchengruppen wechselwirken durch Ladungsaustausch:

A⁺(energetisch) + P(kalt) => ENA + P⁺(kalt)

Im Gegensatz zu Ionen werden ENAs nicht durch elektromagnetische Felder beeinflußt und bewegen sich geradlinig von ihrer Quelle zum Beobachter. Ein richtungsauflösender ENA-Detektor liefert daher ein Abbild der Wechselwirkungsregion und erlaubt über komplexe Inversionstechniken die Eigenschaften der Quellpopulation abzuleiten.

ENAs entstehen in Weltraumplasmen durch folgende Prozesse:

• Ladungsaustausch mit atmosphärischen und exosphärischen Gasen
• Einschlagionisation (Sputtering) von planetaren Atmosphären
• Rückstreuung aus planetaren Atmosphären (ENA Albedo)
• Sputtering an planetaren Oberflächen
• Ionen-Neutralisation / Sputtering an Staubteilchen
• Rekombination von Ionen

ENA Imaging Anwendungen

Die IMAGE Mission hat erfolgreich gezeigt, dass ENA Imaging ein globales Bild der Plasmaprozesse in der Erdumgebung liefern kann. Insbesondere wurden Teilsturmteilchen und der Ringsturm in der Erdmagnetosphäre abgebildet.

Das MIMI Instrument auf Cassini lieferte ENA-Bilder des Jupiter/Io-Torus und des Saturnmondes Titan.

Diese Simulation des ASPERA-3 ENA Signals zeigt, dass die Wechselwirkung zwischen Sonnenwind und Exosphäre bei Mars mit dem Instrument abgebildet werden kann.