Normal text - click to edit

A Rocket Based Detector for Imaging

Auroral X-Ray Emissions

Anders Groth Helland

Normal text - click to edit

Problembeskrivelse

• Energetisk elektronnedbør• Øker mengden NO i atmosfæren

– IR radiator, energibudsjett– Spiser ozon

• Setter opp store strømmer• Genererer røntgenstråling

Normal text - click to edit

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)

Normal text - click to edit

Energetisk Elektronnedbør• Høy solaktivitet → Mye nedbør• Vekselvirker med atmosfæren

– Ionisering– Elektriske strømmer– Dissosiering– Eksitering– Oppvarming av nøytrale gasser– Kjemiske endringer– Bremsestråling

Normal text - click to edit

Røntgenstrålingens vekselvirkninger i atmosfæren

• Fotoelektrisk effekt

• Compton spredning

• Parproduksjon

Normal text - click to edit • Dominerende

prosesser i forskjellige energiområder i luft

Normal text - click to edit

Fjernmåling av røntgen

• Observere store områder

• “Synlig” i dagslys

• Gir diskret elektronenergier

Normal text - click to edit

Metoder

• Ballong

• Rakett

• Satellitt

Normal text - click to edit

Rakett

Normal text - click to edit

Design av røntgenkamera• Opprinnelig skisse • ESPRIT skisse

Normal text - click to edit

• Opprinnelig skisse • ESPRIT skisse

Normal text - click to edit

Normal text - click to edit

FlytskjemaDetectors

&Preamps

Shaper ID

ADC

Buffer FIFO

Bias

Power Converter

HousekeepingBatteries

PCM

TMUser

Interface(PC)

EOC

BitClock

WordPulse G

ate

Timer

FramePulse

Normal text - click to edit

Forforsterker

Normal text - click to edit

Bias

Normal text - click to edit

Brakett for kretskort

Normal text - click to edit

Montering• Brakett • Plassering

Normal text - click to edit

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

Normal text - click to edit

Normal text - click to edit

Elektronikk• Forforsterker

Normal text - click to edit

Elektronikk• Bias

Normal text - click to edit

Elektronikk• Forsinkelselinjepulsformingsforsterker

Normal text - click to edit

Elektronikk• Triggerkrets

Normal text - click to edit

Elektronikk

• Peak and Hold

Normal text - click to edit

Elektronikk• Grensesnitt

Normal text - click to edit

Redundans

Normal text - click to edit

Testing av detektor og forforsterker

Normal text - click to edit

Testing av detektor og forforsterker

Normal text - click to edit

Linearitets test

Normal text - click to edit

Kalibrering

Normal text - click to edit

Kalibrering

Normal text - click to edit

Solid State Elektron Detektorer

Normal text - click to edit

PCM

Normal text - click to edit

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

Normal text - click to edit

Eksperimenter

• Penn State (USA)– Plasma Frequency Probe– Langmuir Probe– Magnetometer– Sun Sensor– Photometer Camera og Noctilucent Cloud

Experiment

Normal text - click to edit

Eksperimenter• Universitetet i Bergen

– Røntgenkamera– Solid State Elektron Detektorer– Sol/horisont sensor

• Universitetet i Oslo– Akselerometer eksperiment

• Høyskolen i Narvik– Aerosol eksperiment

Normal text - click to edit

Normal text - click to edit

ESPRIT Raketten

• To-trinns Terrier-Improved Orion rakettmotor

• Apogeum : 169045 m• Nyttelast: 194 kg• Totalvekt : 1482 kg• Lengde med motorer: 10 m

Normal text - click to edit

Integrering

Normal text - click to edit

Oppskytningen

Normal text - click to edit

Normal text - click to edit

Bakkebaserte instrumenter

• AIRIS• EISCAT• Magnetometer• Radar ALWIN

Normal text - click to edit

Normal text - click to edit

Elektronmålinger

Normal text - click to edit

Røntgenmålinger i hver detektor

Normal text - click to edit

Røntgenmålinger i sektorer

Normal text - click to edit

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

Normal text - click to edit