1 / 48

Development of a Rocket-Based Detector for Imaging Auroral X-Ray Emissions

This project details the design and implementation of a rocket-based detector aimed at imaging X-ray emissions produced by energetic electron precipitation in the atmosphere. Collaborating institutions include Pennsylvania State University, University of Bergen, University of Oslo, and Narvik University College. The initiative focuses on in situ measurements of atmospheric chemistry and dynamics during high solar activity events, employing solid-state detectors with no cooling requirements, enabling effective data collection from low to high energy ranges. The research enhances our understanding of atmospheric responses to solar interactions.

benjy
Télécharger la présentation

Development of a Rocket-Based Detector for Imaging Auroral X-Ray Emissions

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. A Rocket Based Detector for Imaging Auroral X-Ray Emissions Anders Groth Helland

  2. Problembeskrivelse • Energetisk elektronnedbør • Øker mengden NO i atmosfæren • IR radiator, energibudsjett • Spiser ozon • Setter opp store strømmer • Genererer røntgenstråling

  3. ESPRIT(Engineering/Scientific Project for Research and International Teamwork) • Samarbeidsprosjekt mellom • Pennsylvania State University (PSU) (USA) • Universitetet i Bergen (UiB) • Universitetet i Oslo (UiO) • Høyskolen i Narvik (HiN)

  4. Energetisk Elektronnedbør • Høy solaktivitet → Mye nedbør • Vekselvirker med atmosfæren • Ionisering • Elektriske strømmer • Dissosiering • Eksitering • Oppvarming av nøytrale gasser • Kjemiske endringer • Bremsestråling

  5. Røntgenstrålingens vekselvirkninger i atmosfæren • Fotoelektrisk effekt • Compton spredning • Parproduksjon

  6. Dominerende prosesser i forskjellige energiområder i luft

  7. Fjernmåling av røntgen • Observere store områder • “Synlig” i dagslys • Gir diskret elektronenergier

  8. Metoder • Ballong • Rakett • Satellitt

  9. Rakett

  10. Opprinnelig skisse ESPRIT skisse Design av røntgenkamera

  11. Opprinnelig skisse ESPRIT skisse

  12. EOC Detectors & Preamps Shaper ID Buffer FIFO ADC Bias WordPulse Timer Ga t e PCM Power Converter FramePulse Bit Clock User Interface (PC) Housekeeping Batteries TM Flytskjema

  13. Forforsterker

  14. Bias

  15. Brakett for kretskort

  16. Brakett Plassering Montering

  17. Detektorer • Kadmium Sink Tellurid (CdZnTe) • Pixel størrelse: 10mm x 10mm x 3 mm • Trenger ingen kjøling • God effektivitet fra lave energier til over 100 keV

  18. Elektronikk • Forforsterker

  19. Elektronikk • Bias

  20. Elektronikk • Forsinkelselinjepulsformingsforsterker

  21. Elektronikk • Triggerkrets

  22. Elektronikk • Peak and Hold

  23. Elektronikk • Grensesnitt

  24. Redundans

  25. Testing av detektor og forforsterker

  26. Testing av detektor og forforsterker

  27. Linearitets test

  28. Kalibrering

  29. Kalibrering

  30. Solid State Elektron Detektorer

  31. PCM

  32. ESPRIT“Our mission is scientific but our goals are educational” • Hovedmålet for prosjektet var: • Gi studenter kunnskap om et fullskala internasjonalt rakettprogram • Gjøre in situ målinger i den øvre del av mesosfæren, og nedre del av termosfæren • Gjøre målinger av rakettens oppførsel • Analysere data

  33. Eksperimenter • Penn State (USA) • Plasma Frequency Probe • Langmuir Probe • Magnetometer • Sun Sensor • Photometer Camera og Noctilucent Cloud Experiment

  34. Eksperimenter • Universitetet i Bergen • Røntgenkamera • Solid State Elektron Detektorer • Sol/horisont sensor • Universitetet i Oslo • Akselerometer eksperiment • Høyskolen i Narvik • Aerosol eksperiment

  35. ESPRIT Raketten • To-trinns Terrier-Improved Orion rakettmotor • Apogeum : 169045 m • Nyttelast: 194 kg • Totalvekt : 1482 kg • Lengde med motorer: 10 m

  36. Integrering

  37. Oppskytningen

  38. Bakkebaserte instrumenter • AIRIS • EISCAT • Magnetometer • Radar ALWIN

  39. Elektronmålinger

  40. Røntgenmålinger i hver detektor

  41. Røntgenmålinger i sektorer

  42. Konklusjon • Alle detektorer fungerte under rakettflukten • Alle instrumentene på ESPRIT fungerte

More Related