LP3 - Kubenhet för högpresterande Langmuirprob

Det översta lagret i jordens och andra planeters atmosfärer joniseras av solens UV-strålning och bildar ett plasma, en gas som till stor del består av fria elektroner och positiva joner. För att utforska hur denna miljö fungerar och påverkar atmosfären under sig används satelliter som kan göra mätningar på plats. Ett instrument som används är Langmuirsonden, en sorts rymdväderstation som kan mäta täthet och temperatur i jonsfärplasmat, alltså en sorts kombination av vad en barometer och en termometer kan göra i luft. Institutet för rymdfysik har i många år byggt Langmuirsonder som fått följa med på rymdfarkoster som ESAs tre Swarmsatelliter runt jorden, NASAs Cassini till Saturnus och dess månar Titan och Enceladus och nu senast på ESAs Juice som sedan april 2023 är på väg mot Jupiters isiga månar.

Att förstå jonosfärplasmat från mätningar med en enda satellit är som att förstå jordens väder med mätningar från en enda väderstation. För att kunna reda ut detajerna i fysiken som styr jonosfären behöver vi ha mätningar i många punkter samtidigt. Det är svårt att få eftersom stora rymdfarkoster är dyra. Men det finns mindre alternativ, så kallade kubsatelliter, uppbyggda av ett litet antal (ofta 3, 6, 8, 12 etc) kuber på 10x10x10cm. En sådan kub kan kallas "1U". Kubsatelliter blir mycket billigare att sända upp men det är inte lätt att krympa tekniska system till den storleken med bibehållen pålitlighet. Många kubsatelliter blir därför mest teknologiska försök snarare än verkliga nyttosatelliter.


För att kunna gå vidare i jonosfärforskningen vill vi bygga ett Langmuirsondinstrument kallat LP3 ("LP-kub") där all elektronik och tre sensorer ryms i 1U. Sådana instrument har redan gjorts, i ännu mindre storlek, men vi vill inte miniatyrisera så mycket att pålitligheten riskeras. Däremot vill vi öka kvaliteten på mätningarna, genom att införa några nya grepp. Dels vill vi använda andra material till sonderna, material som i tester på jorden visat sig fungera bättre i rymden än de vi tidigare använt, dels vill vi möjliggöra att ha sensorer långsmala som tunn ståltråd genom en ny sorts bom som både skyddar sonden under uppsändningen och håller ut den från rymdfarkosten när den kommit upp i rymden. Vi vill också förbättra elektroniken och mjukvaran. Genom att utveckla LP-teknologin nu hoppas vi på sikt kunna göra fler och bättre undersökningar av jordens och planeternas jonosfärer.

Dnr
2023-00313
Projektledare
Michiko Morooka
Organisation
Institutet för Rymdfysik, IRF
2024
1 233 kkr
2025
1 283 kkr
2026
1 503 kkr
2027
1 454 kkr
Totalt beviljat belopp
5 473 kkr