SwRIs Strofio vil måle Mercurys exosfære

Den Europæiske Rumorganisations BepiColombo-rumfartøj vil opsendes mod Mercury med en unik nyttelast designet og bygget ved Southwest Research Institute:et instrument kaldet Strofio, som vil studere Merkurs spinkle exosfære. En del af SERNA-pakken af ​​instrumenter, Strofios målinger vil hjælpe os med bedre at forstå planetens overflade og historien om den mindste klippeplanet, der kredser tæt på Solen.

"En exosfære er forskellig fra en atmosfære, " sagde Dr. Stefano Livi, en institutforsker, der leder Strofio-eksperimentet, finansieret af NASAs Discovery Mission of Opportunity-program. "Kviksølv har ikke tyngdekraft nok til at holde på en ordentlig atmosfære. I stedet, den er omgivet af en tynd, kollisionsfrit partikelmiljø. Partikler undslipper fra Merkurs overflade og befolker kortvarigt denne exosfære, før de vender tilbage til overfladen eller driver væk ind i det interplanetariske rum." Merkurs nærhed til Solen gør det vanskeligt at observere fra Jorden. Det er også udfordrende for rumfartøjer at nå og overleve i barskt miljø. BepiColombo-missionen omfatter to rumfartøjer – ESA's Mercury Planetary Orbiter og Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) – som vil studere Merkur og hjælpe os med at lære om dannelsen af ​​vores solsystem. Fra MMO ombord, Strofio vil studere, hvordan Merkurs exosfære og magnetosfære interagerer med hinanden og planetens overflade.

For at forstå disse interaktioner, Strofio skal identificere de partikler, der undslipper fra Merkurs overflade. Fordi exosfæren er så tynd, prøveudtagning af partikler er særlig udfordrende - faktisk mængden af ​​partikler er så sparsom, at miljøet ikke let kan efterlignes i et typisk vakuumkammer. Forskere var nødt til at tackle dette problem, mens de udviklede og evaluerede det superfølsomme Strofio-instrument. Faciliteter ved universitetet i Bern i Schweiz kunne skabe de nødvendige parametre og, i løbet af et par måneder, tillod SwRI at analysere og demonstrere, hvordan eksperimentet vil fungere i Mercury-miljøet.

"Strofio er ny i sin evne til at opdage de sjældne, statisk partikelpopulation i Merkurs exosfære, " sagde Livi. "Vi var nødt til at genoverveje og ombygge typiske spektrometerdesigns."

Hver partikel, der fanges, analyseres i et roterende felt. Hvornår og hvor hver partikel kommer til detektoren bestemmer massen og sammensætningen. Strofio bruger detektionsalgoritmeværktøjer til at forbedre instrumentets følsomhed og forbedre identifikation. Instrumentet skulle også opfylde strenge masse- og konfigurationsgrænser forbundet med rumfartøjet. Instrumentet i basketballstørrelse vejer lidt over 7 pund.

"Strofio er som et af mine børn på vej til Merkur, " sagde Livi. "Det er spændende. Jeg ser frem til 2025, hvor vi vil 'se' de kemiske partikler komme fra planeten. Udover at besvare mange spørgsmål, Jeg forventer også nogle overraskelser."