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ASPERA-4: Energetic Neutral Atom Imaging
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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.



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