home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / JPLNEWS1 / 0190.PR < prev    next >
Text File  |  1993-04-21  |  30KB  |  576 lines

  1. OFFICE OF PUBLIC EDUCATION AND INFORMATION 
  2. CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY JET PROPULSION LABORATORY 
  3. NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION 
  4. PASADENA, CALIFORNIA.  TELEPHONE MURRAY 1-3661, EXTENSION 3111 
  5.  
  6. FOR RELEASE:  A.M.'s of July 19, 1962 
  7.  
  8.  
  9.                   MARINER SCIENTIFIC EXPERIMENTS 
  10.          The Mariner spacecraft contains six scientific experi- 
  11. ments representing the efforts of scientists at nine institutions: 
  12. The Army Ordnance Missile Command, the California Institute of  
  13. Technology, the Goddard Space Flight Center, Harvard College  
  14. Observatory, the Jet Propulsion Laboratory, the Massachusetts  
  15. Institute of Technology, the State University of Iowa, the State  
  16. University of Nevada, and the University of California at  
  17. Berkeley. 
  18.          The two planetary experiments are a microwave radiometer  
  19. and an infrared radiometer.  They will operate during a period of  
  20. about 30 minutes from a distance of approximately 16,000 miles as  
  21. Mariner approaches Venus.  The closest approach of Mariner to  
  22. Venus will be about 10,000 miles.  These radiometers will obtain  
  23. information about the planet's temperature and atmosphere. 
  24.          The other experiments will make scientific measurements  
  25. during the cruise through interplanetary space and in the near  
  26. vicinity of Venus.  They are a magnetometer, energetic-particle  
  27. detectors, including an ionization chamber and several Geiger- 
  28. Mueller counters; a cosmic dust detector; and a solar plasma  
  29. detector. 
  30.          One of the important considerations in choosing these  
  31. experiments was the compromise between what scientists would like  
  32. to measure during the mission, and what was technologically  
  33. possible.  For example, of the 446 pounds that could be placed in 
  34.  
  35. SCIENTIFIC EXPERIMENTS         -2- 
  36.  
  37. a trajectory to intercept Venus, only about 40 pounds could be  
  38. allocated to scientific experiments. 
  39.          Another restricting factor is time.  Venus is in a  
  40. favorable position for investigation by a Mariner-type spacecraft  
  41. only during a few weeks period every 19 months. 
  42.          In addition, scientists will ask Mariner to convert  
  43. electrical power from the sunlight, report its findings from as  
  44. far as 36 million miles, and, though sensitive and unattended,  
  45. remain in precise working order for three to five months in the  
  46. void of space. 
  47.          Although Venus is our closest planetary neighbor there  
  48. are many things about it that remain a mystery.  Its surface is  
  49. continually hidden under a mask of dense clouds impenetrable in  
  50. the small region of the electromagnetic spectrum visible to the  
  51. eye.  Spectrographic observations (identification of materials  
  52. according to the manner in which they absorb and emit light)  
  53. suggest that the atmosphere of Venus contains carbon dioxide, but  
  54. has probably little free oxygen or water vapor. 
  55.          Earth-based temperature measurements have been made of  
  56. Venus in the microwave and infrared regions of the electromag- 
  57. netic spectrum.  The former indicates near surface temperatures  
  58. of about 615 degrees Fahrenheit, while the latter shows readings  
  59. of minus 38 degrees Fahrenheit in the upper atmosphere.  Because  
  60. of the tremendous distances over which these measurements were  
  61. made scientists cannot be sure of the exact altitude in the  
  62. atmosphere where these temperature readings apply. 
  63.          As a result of the fragmentary information about Venus, 
  64.  
  65. SCIENTIFIC EXPERIMENTS         -3- 
  66.  
  67. several theories have been proposed that attempt to explain the  
  68. nature of the atmosphere and the reason for the wide range of  
  69. temperatures measured. 
  70.          Some scientists believe that because of the carbon  
  71. dioxide in the atmosphere a "greenhouse" effect is created that  
  72. holds most of the heat absorbed from the sun beneath the thick  
  73. blanket of clouds.  This theory relies on the assumption that  
  74. water vapor is present in the atmosphere of Venus. 
  75.          Other scientists say that Venus has an ionosphere with  
  76. an electron density thousands of times that of the earth.  If  
  77. this is the case this layer of electrons could easily mislead  
  78. scientists measuring temperatures of Venus from earth. 
  79.          Another theory states that Venus is heated by friction  
  80. produced by high winds and dust clouds. 
  81.          There are still other theories that describe Venus as a  
  82. swamp, a desert covered with oil and smog, and containing  
  83. carbonated water. 
  84.          One of the missions of the Mariner spacecraft will be to  
  85. make several scientific measurements of the planet which may  
  86. substantiate one of these theories, or call for the formulation  
  87. of a new one. 
  88.          During the cruise and encounter of Venus, the Mariner  
  89. will be telemetering information to earth.  As the sensors of the  
  90. six experiments receive information they feed it to a data condi- 
  91. tioning system (DCS), which is located in one of the modules in  
  92. the hexagonal base of the spacecraft.  The DSC prepares informa- 
  93. tion from the experiments for transmission to earth in the form 
  94.  
  95. SCIENTIFIC EXPERIMENTS         -4- 
  96.  
  97. of a digital code. 
  98.          Since all of the data collected by Mariner cannot be  
  99. transmitted at the same time, an electronic clock has been built  
  100. into the DCS.  This clock controls the equipment so that the  
  101. receiver "listens" to one experiment at a time for about one  
  102. second.  After 20.16 seconds the DCS switches off the scientific  
  103. telemetry and starts to send spacecraft engineering data for 
  104. 16.8 seconds.  This cycle is continued during the cruise in  
  105. interplanetary space. 
  106.          Beginning at ten hours before it passes Venus, however,  
  107. the spacecraft devotes its telemetry system to the full-time  
  108. transmission of scientific information from its six experiments. 
  109.          The integration of the scientific experiments and the  
  110. generation of a number of the experiments was carried out at JPL  
  111. under the direction of Dr. M. Eimer.  JPL project scientist was  
  112. R. C. Wycoff and J. S. Martin was responsible for the engineering  
  113. of scientific experiments. 
  114.  
  115. THE EXPERIMENTS: 
  116.                        MICROWAVE RADIOMETER 
  117.          This experiment should help to resolve two vital  
  118. questions about Venus:  what is the atmosphere like, and what is  
  119. the temperature of the surface. 
  120.          As the Mariner spacecraft flies past Venus, the microwave 
  121. radiometer will scan its surface to detect electromagnetic radia- 
  122. tion at two wave lengths, 13.5 and 19 millimeters.  In the elec- 
  123. tromagnetic spectrum 13.5mm is the location of a microwave water 
  124.  
  125. SCIENTIFIC EXPERIMENTS         -5- 
  126.  
  127. absorption band.  If there is water vapor above certain minimal  
  128. concentration in the atmosphere it will be possible to detect it. 
  129.          The 19mm wave length, however, is not affected by water  
  130. vapor, and should be capable of "seeing" through the atmosphere  
  131. to the surface. 
  132.          Scientists studying the results of this experiment will  
  133. be able to determine whether water vapor exists in the Venusian  
  134. atmosphere by noting the difference in temperatures obtained from  
  135. measurements at the two wave lengths. 
  136.          The 19mm wave length, in addition to measuring the  
  137. surface temperature may be able to test two of the theories about  
  138. the atmosphere of Venus by detecting one of two conditions called  
  139. "limb brightening" or "limb darkening." 
  140.          The former effect may be detected if the apparent high  
  141. temperatures are due to a dense ionosphere.  As the microwave  
  142. radiometer scans the planet it would detect larger concentrations  
  143. of electrons around the limb, or edge, of the planetary disk.   
  144. This is somewhat analogous to looking at the earth from thousands  
  145. of miles out in space on a day when it was completely covered  
  146. with a fine mist.  The mist would be more evident at the limbs  
  147. than in the center, since the observer would be looking through 
  148. a thicker layer concentration of mist at the limbs.  In much the  
  149. same way, the microwave radiometer would detect effects of  
  150. greater intensity around the limb of Venus.  On the other hand,  
  151. limb darkening would indicate that the high temperatures origi- 
  152. nate from the surface.  In this case a limb-to-limb scan would  
  153. show a gradual increase and decrease of temperature readings.
  154.  
  155. SCIENTIFIC EXPERIMENTS         -6- 
  156.  
  157.          The microwave radiometer is mounted on the hexagonal  
  158. base of the Mariner.  Both wave lengths are detected by a  
  159. parabolic antenna that is 20 inches in diameter and three inches  
  160. deep. 
  161.          At ten hours prior to Venus encounter the radiometer is  
  162. turned on.  Driven by an electric motor it stha⌠ the high temperatures 
  163.  
  164. SCIENTIFIC EXPERIMENTS         -6- 
  165.  
  166. originate surface.  In this case a limb-to-limb scan  
  167. would show a gradual increase and decrease of temperature  
  168. readings. 
  169.          The microwave radiometer is mounted on the hexagonal  
  170. base of the Mariner.  Both wave lengths are detected by a para- 
  171. bolic antenna that is 20 inches in diameter and three inches deep. 
  172.          At ten hours prior to Venus encounter the radiometer is  
  173. turned on.  Driven by an electric motor it starts a scanning or  
  174. nodding motion of 120 degrees at any rate of one degree per  
  175. second.  When its signals determine that it has acquired the  
  176. planet the DCS sends a command to slow the scan rate to 1/10 of 
  177. a degree per second. 
  178.          In order to confine its attention to the planet's disk,  
  179. a special command system has been built into the DCS.  Whenever  
  180. the radiometer indicates that it has reached the limb and is  
  181. about to look out into space, the DCS reverses the direction of  
  182. the scan. 
  183.          In this mode it scans Venus for about 30 minutes.  Since  
  184. the spacecraft will be going roughly in the direction of the sun,  
  185. the radiometer will first scan part of the dark side of Venus and  
  186. then part of the sunlit side. 
  187.          The microwave antenna is only capable of moving in a  
  188. nodding motion. 
  189. Lateral movement is provided by the motion of the spacecraft  
  190. across the face of the planet. 
  191.          As the radiated microwave energy is collected by the  
  192. parabolic antenna it is focused onto a receiving horn located 
  193.  
  194. SCIENTIFIC EXPERIMENTS         -7- 
  195.  
  196. opposite the face of the antenna on a quadripod.  The energy from  
  197. both wave lengths travel down two hollow legs of the quadripod  
  198. called wave guides. 
  199.          Located on top of the antenna are two reference horns  
  200. that are matched to receive the same two microwave bands as the  
  201. parabolic antenna.  These horns point at an angle of 60 degrees  
  202. away from the axis of the dish antenna, and consequently are  
  203. always looking at empty space. 
  204.          The signals from the dish antenna and the reference  
  205. horns are alternated or chopped electronically.  Then they are  
  206. sent to a crystal video type receiver located behind the dish  
  207. antenna.  Thus, this receiver measures the difference between the  
  208. signals from Venus and the reference signals from space. 
  209.          This information is then telemetered to earth. 
  210.          The microwave radiometer weighs 23.8 pounds and requires  
  211. 3.5 watts of power when operating, and 8.9 watts during calibra- 
  212. tion.  The calibration sequences are automatically initiated by  
  213. the DCS a number of times during the mission. 
  214.          Experimenters on the microwave radiometer are Dr. A. H.  
  215. Barrett, Massachusetts Institute of Technology, Dr. J. Copeland,  
  216. Army Ordnance Missile Command, D. E. Jones, Jet Propulsion  
  217. Laboratory, and Dr. A. E. Lilley, Harvard College Observatory. 
  218.  
  219.                        INFRARED RADIOMETER 
  220.          This is a companion experiment to the microwave  
  221. radiometer.  As the Mariner spacecraft flies past Venus  
  222. simultaneous measurements from the two experiments will enable 
  223.  
  224. SCIENTIFIC EXPERIMENTS         -8- 
  225.  
  226. scientists to get a better idea of the temperature and  
  227. atmospheric conditions of the planet. 
  228.          The infrared radiometer is rigidly attached to the  
  229. microwave antenna.  In this way both scan the same surface areas  
  230. of Venus. 
  231.          The infrared experiment operates in the 8 to 9 and the  
  232. 10 to 10.8 micron wave length regions of the electromagetic  
  233. spectrum. 
  234.          Measurements from earth in these two wave lengths  
  235. indicate temperatures below zero.  It is not clear to scientists  
  236. whether all of this radiation comes from the cloud tops, or  
  237. whether some of it eminates from the atmosphere or planetary  
  238. surface. 
  239.          The close approach of Mariner to Venus may enable  
  240. scientists to measure some of the finer details of the  
  241. atmosphere.  This will primarily involve finding out if there are  
  242. any "breaks" in the cloud cover of Venus, and if so, the amount  
  243. of heat that escapes through them into space.  For many years  
  244. some astronomers have been able to see occasionally some kind of  
  245. markings on Venus' cloud cover that change with no apparent  
  246. regularity.  The lack of regularity in these markings has left  
  247. their nature in doubt. 
  248.          If these markings are indeed cloud breaks, they will  
  249. stand out with greater contrast in the infrared than if observed  
  250. in the visible part of the spectrum.  If the radiant energy  
  251. detected by this experiment comes from the cloud top, and there  
  252. are no breaks, then the temperatures obtained at both infrared 
  253.  
  254. SCIENTIFIC EXPERIMENTS         -9- 
  255.  
  256. wave lengths will follow a similar pattern. 
  257.          If there are appreciable breaks in the clouds a  
  258. substantial difference will be detected between measurements at  
  259. the two wave lengths. 
  260.          The reason for this is that in the 8 to 9 micron region  
  261. the atmosphere is transparent, (except for clouds).  In the 10 to  
  262. 10.8 micron region, the low atmosphere is hidden by the presence  
  263. of carbon dioxide.  Through a cloud break the former would  
  264. penetrate to a much lower point in the atmosphere.  By a compari- 
  265. son of temperatures from both regions, combined with microwave  
  266. data, scientists will have a more detailed picture of conditions  
  267. of Venus. 
  268.          The infrared radiometer is six inches long and two  
  269. inches wide.  It weighs 2.7 pounds and consumes two watts of  
  270. power. 
  271.          It contains two optical sensors, one of which scans the  
  272. surface of Venus while the other obtains reference readings from  
  273. space.  The latter is aimed at an angle of 45 degrees away from  
  274. the planetary scanner. 
  275.          Radiation from Venus is collected by two f/2.4 optical  
  276. systems with three inch focal lengths.  As the infrared energy  
  277. enters the optical system it first passes through a rotating disk  
  278. with two apertures.  These are positioned so that the two sensing  
  279. devices can alternately see Venus and empty space.  The infrared  
  280. beam is chopped in this way at the rate of 20 cycles per second. 
  281.          After the beam passes the disk, it is split by a  
  282. dichroic filter into the two wave length regions.  A second pair 
  283.  
  284. SCIENTIFIC EXPERIMENTS         -10- 
  285.  
  286. of filters further refines these wave lengths before they reach  
  287. the radiometers sensing devices.  The sensing devices are two  
  288. thermistor bolometers, which are sensitive to infrared energy. 
  289. The electrical output from these detectors is amplified and sent  
  290. to the Mariner's DCS for processing and transmission to earth. 
  291.          Experimenters on the infrared radiometer are Dr. L. D.  
  292. Kaplan, and Dr. G. Neugebauer, of the Jet Propulsion Laboratory,  
  293. and Dr. C. Sagan, of the University of California at Berkeley. 
  294.  
  295.                            MAGNETOMETER 
  296.          The magnetometer aboard Mariner is designed to measure  
  297. the strength and direction of interplanetary and Venusian  
  298. magnetic fields. 
  299.          Many scientists believe that the magnetic field of a  
  300. planet is due to a fluid motion in its interior.  If such a  
  301. Venusian field exists then it could be detected as Mariner  
  302. approached the planet.  This would depend, of course, on the  
  303. strength of the field and the distance of Mariner at encounter.   
  304. Also the trajectory of Mariner will permit the measurement of  
  305. interplanetary magnetic fields and any variation with respect to  
  306. time and distance from the sun. 
  307.          Present-day theories of magnetohydrodynamics--the study  
  308. of the relation between the motion of charged particles and the  
  309. magnetic field which surrounds them--say that the plasma which  
  310. flows away from the sun should drag with it the local solar  
  311. magnetic field, since the motion of charged particles not only  
  312. responds to but also creates magnetic fields.  The mathematical
  313.  
  314. SCIENTIFIC EXPERIMENTS         -11- 
  315.  
  316. description of this interaction between the stream of charged  
  317. particles leaving the sun and the magnetic field which surrounds  
  318. the sun is extremely complicated.  The theories which have been  
  319. used to describe these phenomena are incomplete and often  
  320. contradictory. 
  321.          The measurement of interplanetary magnetic fields by  
  322. Mariner will be combined with simultaneous measurements from  
  323. earth to help scientists understand something about the  
  324. inter-relationships of these fields. 
  325.          Moreover, by investigating the magnitude of any Venusian  
  326. field it may be possible to draw some conclusion about the  
  327. interior of the planet, as well as about planetary radiation  
  328. belts, magnetic storms, and aurorae. 
  329.          The magnetometer is a three axis fluxgate type.  The  
  330. sensors of the experiment are housed in a metal cylinder six  
  331. inches long and three inches in diameter.  It is located just  
  332. below the Mariner's omnidirectional antenna.  In this way the  
  333. sensors are as far away as possible from any spacecraft  
  334. components that may have magnetic fields associated with them. 
  335.          Inside the cylinder are three magnetic cores, each  
  336. aligned along a different axis.  Each core has two windings of  
  337. copper wire around it, much the same as some transformers.  The  
  338. primary winding leads from a frequency oscillator which produces  
  339. a current.  The secondary winding leads to an amplifier. 
  340.          In the absence of a magnetic field the current induced  
  341. in the secondary winding has a special symmetrical wave shape.   
  342. The presence of a magnetic field changes the symmetry of this 
  343.  
  344. SCIENTIFIC EXPERIMENTS         -12- 
  345.  
  346. wave and produces a component with amplitude in proportion to the  
  347. field strength.  A third winding around the rods prevents  
  348. magnetic interference from the spacecraft.  This renders the  
  349. three axes of the instrument sensitive to 1/2 gamma, or a field  
  350. strength roughly 100,000 times weaker than that of the earth. 
  351.          The magnetometer weighs 4.7 pounds and consumes six  
  352. watts of power. 
  353.          Experimenters are P. J. Coleman and Dr. C. P. Sonett 
  354. of the National Aeronautics and Space Administration, and Dr. 
  355. L. Davis and Dr. E. J. Smith of JPL. 
  356.  
  357.                  HIGH ENERGY RADIATION EXPERIMENT 
  358.          This experiment consists of an ionization chamber and a  
  359. group of three Geiger-Mueller tubes.  Together they will measure  
  360. the number and intensity of energetic particles in interplanetary  
  361. space and near Venus. 
  362.          These particles are primarily cosmic rays, which are  
  363. made up of protons (the nuclei of hydrogen atoms), alpha  
  364. particles (the nuclei of helium atoms), the nuclei of heavier  
  365. atoms, and electrons. 
  366.          The measurement of these particles may contribute  
  367. significantly to the knowledge of hazards to manned space flight. 
  368.          Scientists have theorized that the sun has a pronounced  
  369. effect on cosmic rays.  During solar activity (sun spots or  
  370. flares), for example, huge quantities of plasma race outward from  
  371. the sun.  These plasma clouds, or solar wind, carry along  
  372. magnetic fields.  In a rather complicated manner, not fully 
  373.  
  374. SCIENTIFIC EXPERIMENTS         -13- 
  375.  
  376. understood by scientists, the plasma's magnetic fields interact  
  377. with those of the sun and planets.  Scientists have noticed that  
  378. following this solar activity, there is a considerable change in  
  379. the character of the radiation that reaches the earth. 
  380.          Unfortunately, because of atmosphere and magnetic field,  
  381. we cannot measure all of these complicated inter-relationships  
  382. from earth.  We must take measurements from spacecraft traveling  
  383. far from the earth.  In this way we may learn something about the  
  384. sun's influence on radiation. 
  385.          A decrease in the number and intensity of cosmic  
  386. radiation detected as we go closer to the sun would indicate that  
  387. the sun's magnetic field is deflecting cosmic rays away from the  
  388. solar system. 
  389.          Thus by comparing the intensity of magnetic fields with  
  390. the amount of cosmic radiation at earth, Venus, and in inter- 
  391. planetary space, some insight may be gained to these complicated  
  392. inter-relationships. 
  393.          The ionization chamber is of the Neher type.  It consists 
  394. of a five-inch-in-diameter stainless steel shell with a wall  
  395. thickness of 1/100 of an inch.  The sphere is filled with argon  
  396. gas and is located on the superstructure of Mariner.  Inside the  
  397. sphere a quartz fibre is placed next to a quartz rod.  Initially,  
  398. both fibre and rod have the same electric potential.   
  399.          As charged particles penetrate the wall of the sphere  
  400. they leave behind a wake of ions in the argon gas.  Negative ions  
  401. accumulate on the rod, giving it a static electric charge.  This  
  402. causes the fibre to be attracted to the rod in proportion to the 
  403.  
  404. SCIENTIFIC EXPERIMENTS         -14- 
  405.  
  406. amount of the charge.  Eventually, as the charge increases, the  
  407. two touch.  This produces an electric pulse which is amplified  
  408. and sent to earth.  The rod is recharged, and the fibre returns  
  409. to its starting position. 
  410.          In order to penetrate the wall of the ionization  
  411. chamber, particles must have an energy greater than 10 million  
  412. electron volts (Mev) for protons, 1/2 Mev for electrons, and 
  413. 40 Mev for alpha particles. 
  414.          This instrument measures the rate of ionization of  
  415. cosmic rays. 
  416.          Two of the GM tubes are considered companion instruments  
  417. to the ionization chamber.  They can be directly penetrated by  
  418. particles above the same energy levels as the chamber, and can  
  419. count these particles. 
  420.          Both tubes consist of an enclosed volume of gas with two  
  421. electrodes, at a different electrical potential.  The wall of the  
  422. tubes serve as the negative electrode and a thin central wire is  
  423. the positive electrode.  The tubes generate a current pulse each  
  424. time a charged particle enters. 
  425.          One of the GM tubes is shielded by a sleeve of glass and  
  426. an 8/1000 of an inch thickness of stainless steel. 
  427.          The second tube has a beryllium shield 24/1000 of an  
  428. inch thick.  Both tubes are 2.3 inches long and .6 of an inch in  
  429. diameter.  Because of the difference in shields, it will be  
  430. possible for scientists to infer the ratio of electrons to other  
  431. particles.  These two GM counters along with the ionization  
  432. chamber make it possible for scientists to measure the flux 
  433.  
  434. SCIENTIFIC EXPERIMENTS         -15- 
  435.  
  436. (velocity times the density) and the average amount of ionization  
  437. of particles. 
  438.          A third GM sensor is of the end window type.  It  
  439. measures the flux of particles not capable of penetrating the  
  440. other detectors.  The window is made of mica and admits protons  
  441. with energies greater than one Mev, electrons over 40 thousand  
  442. electronvolts. 
  443.          A magnesium shield around the rest of the GM tube  
  444. permits passage of protons over 20 Mev and electrons over 1 Mev.   
  445. This gives the counter the ability to determine the approximate  
  446. direction of particles which penetrate only the window. 
  447.          The GM detectors are mounted on the superstructure of  
  448. the spacecraft where they will be as far as possible from large  
  449. masses that tend to produce secondary particles when struck by  
  450. cosmic rays. 
  451.          The three GM tubes protrude from a box that houses their  
  452. electronic circuitry.  The box is six inches wide, six inches  
  453. long and two inches thick.  The end window GM tube is inclined at  
  454. an angle fo 20?o\ from the other two tubes. 
  455.          The total weight of both experiments is 2.78 pounds and  
  456. they consume 4/10 of a watt. 
  457.          Experimenters are Dr. H. R. Anderson of JPL, Dr. H. V.  
  458. Neher of Caltech, and Dr. James Van Allen of the State University  
  459. of Iowa. 
  460.  
  461. SCIENTIFIC EXPERIMENTS         -16- 
  462.  
  463.                       SOLAR PLASMA DETECTOR 
  464.          The purpose of this experiment is to determine the flow  
  465. and density of solar plasma and the energy of its particles. 
  466.          Solar plasma is frequently called "solar wind" and  
  467. consists of charged particles that are continually streaming  
  468. outward from the sun.  Since direct measurements such as the one  
  469. on Mariner have been infrequent, scientists know very little  
  470. about the solar plasma.  Some feel that it is merely an extension  
  471. of the sun's atmosphere, or corona.  Although there are many  
  472. theories, some conflicting, we do know that during solar activity  
  473. (sun spots or flares) the flux of plasma increases. 
  474.          One of the most complicated and interesting areas of  
  475. space science is the study of how solar plasma interacts with the  
  476. magnetic fields in space.  Since the plasma carries an electrical  
  477. charge, it not only is affected by magnetic fields, but also  
  478. creates one of its own. 
  479.          If a field is strong enough it may control and divert  
  480. the solar winds, and, conversely, if the electrical energy in the  
  481. plasma is great enough, the planetary magnetic fields may be  
  482. trapped in the cloud and move with it through space. 
  483.          Therefore, to study the complex interractions between  
  484. solar wind and magnetic fields, space probes that carry plasma  
  485. experiments generally carry magnetometers. 
  486.          Most particle detectors are designed to operate inside a  
  487. sealed tube and the tube walls keep out very low energy particles. 
  488. The solar plasma detector on Mariner, however, is open to space 
  489.  
  490. SCIENTIFIC EXPERIMENTS         -17- 
  491.  
  492. and can collect and measure positively-charged particles of very  
  493. low energy. 
  494.          The sensor for this experiment is mounted on the outside  
  495. of one of the electronic boxes in the base of the Mariner.  The  
  496. aperture of the analyzer is pointed along the roll axis of the  
  497. spacecraft, and during most of the mission will be facing the sun. 
  498.          As a charged particle enters the analyzer it finds  
  499. itself in a curving tunnel.  The two sides of this tunnel are  
  500. metal plates carrying static electric charges--one negative, and  
  501. the other positive.  The charged particle is attracted by one  
  502. plate and repelled by the other, and so follows a curved path  
  503. down the curved tunnel.  If it is moving too slowly or too  
  504. rapidly, it runs into one wall or the other, but if it is moving  
  505. at just the right speed, it passes to the end and is detected by  
  506. a charge collecting cup.  The electric current produced by the  
  507. flow of charged particles is measured by a very sensitive  
  508. electrometer circuit.                                              
  509.          Thus, all the particles moving in the right direction to  
  510. enter the tunnel and moving with the right speed to get all the  
  511. way through will be detected. 
  512.          Periodically the amount of voltage on the plates is  
  513. changed and a different energy is required by the particles to  
  514. get through to the collector cup.  The voltage is automatically  
  515. changed ten times.  In this way it is possible to measure a  
  516. spectrum of particle energies of 240 to 8400 electron volts.
  517.  
  518. SCIENTIFIC EXPERIMENTS         -18- 
  519.  
  520.          The plasma detector has a total weight of 4.8 pounds a  
  521. power requirement of 1 watt.  Experiments are Dr. C. W. Snyder  
  522. and M. Neugebauer of JPL. 
  523.  
  524.                        COSMIC DUST DETECTOR 
  525.          This experiment is designed to measure the flux and  
  526. momentum of cosmic dust in interplanetary space and around  
  527. Venus.  It may contribute to an understanding of the hazards of  
  528. manned flight through space. 
  529.          This information will help scientists in understanding  
  530. the history and evolution of the solar system. 
  531.          There are many theories about these dust particles.  One  
  532. is that when the solar system was formed billions of years ago by  
  533. the condensation of a huge cloud of gas and dust, these cosmic  
  534. particles were debris left over, or they could be remnants of  
  535. comets that rush through the solar system leaving a trail of dust  
  536. behind.  Some scientists believe cosmic dust has its origin in  
  537. galactic space and is somehow trapped by the interaction of  
  538. magnetic fields from the sun and planets. 
  539.          Scientists have been trying to study cosmic dust with  
  540. earth satellites and sounding rockets, but Mariner may provide  
  541. the first data on its distribution in interplanetary space.        
  542.          The experiment is located on the top of Mariner's  
  543. hexagonal bus.  It consists of a rectangular magnesium "sounding  
  544. board" five inches wide and 10 inches long.  A crystal microphone  
  545. is located in the center of this plate.  This acoustical device  
  546. measures the impact of particles of cosmic dust.
  547.  
  548. SCIENTIFIC EXPERIMENTS         -19- 
  549.  
  550.          As a particle hits the acoustical plate it is recorded  
  551. by the microphone whose output excites a voltage-sensitive  
  552. amplifier.  The number of dust particles striking the plate is  
  553. recorded on two counters, one for particles with high momentum  
  554. and one for particles with low momentum. 
  555.          During the cruise part of the trajectory the data  
  556. conditioning system will read out the counters every 37 seconds  
  557. and telemeter this to the ground.  During planetary encounter the  
  558. counting rate will be reduced to 20-second intervals. 
  559.          The cosmic dust detector weighs 1.85 pounds and consumes  
  560. Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, under the  
  561. direction of W. M. Alexander. 
  562.  
  563.  
  564.  
  565.  
  566.  
  567.  
  568.  
  569.  
  570.  
  571.  
  572.  
  573.  
  574.  
  575. 190-8/62
  576.