home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / JPLNEWS1 / 0225.PR < prev    next >
Text File  |  1993-04-21  |  9KB  |  164 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:  P.M.'s of Friday, December 28, 1962 
  7.                   MARINER RADIATION EXPERIMENTS 
  8.  
  9.           Mariner II carried two experiments designed to measure  
  10. the charged-particle radiation in space, including galactic  
  11. cosmic rays and streams of high-energy particles which are  
  12. released intermittently from the sun.  Virtually continuous  
  13. measurements of the particle fluxes in space were made by the  
  14. instruments throughout the 109-day journey to Venus and during  
  15. the passage near the planet on December 14, and additional data  
  16. have been received for approximately 10 hours per day since that  
  17. time. 
  18.           One experiment, for observing the higher-energy  
  19. particles (protons above 10 million electron volts (Mev) and  
  20. electrons above 0.5 Mev in energy) was designed by Dr. H. R.  
  21. Anderson of the Jet Propulsion Laboratory and Dr. H. V. Neher of  
  22. the California Institute of Technology.  Somewhat lower-energy  
  23. particles (protons above 0.5 Mev or electrons above 0.04 Mev) are  
  24. detected by the experiment of L. A. Frank and Dr. J. A. Van Allen  
  25. of the State University of Iowa.  Preliminary results of the two  
  26. experiments were reported at the Stanford meeting by Dr. Anderson  
  27. and Frank, respectively. 
  28.           The instrumentation for the high-energy experiment  
  29. consisted of a large spherical ionization chamber and two matched  
  30. Geiger counters.  The ionization chamber, which was invented by 
  31.  
  32. MARINER RADIATION EXPERIMENTS    -2- 
  33.  
  34. Dr. Neher, has been widely used by him and by other investigators  
  35. for several years as a standard instrument for surveying the  
  36. absolute intensity of the cosmic rays. 
  37.           In addition to its use in almost countless balloon  
  38. flights, airplane flights, and ground-based experiments, this  
  39. type of chamber was also carried on the earth satellite Explorer  
  40. VI and on this country's only previous successful interplanetary  
  41. probe, Pioneer V.  The two Geiger counters are matched to count  
  42. the same kind of particles which are registered by the ionization  
  43. chamber. 
  44.           The detector for the lower-energy particles is a  
  45. cigarette-sized Geiger counter, the Anton 213, which was used in  
  46. several of the early Explorer and Pioneer satellites for  
  47. investigating the Van Allen radiation belts around the earth and  
  48. also in numerous more recent satellites. 
  49.           These experiments have three principal scientific  
  50. objectives, all of which were reported on at the Stanford meeting. 
  51.           Objective 1:  To detect, if possible, the presence of  
  52. magnetically-trapped particle belts about Venus.  For this  
  53. purpose, the Anton 213 counter was the most sensitive indicator.   
  54. At 20,000 miles from the earth it is known to have a counting  
  55. rate of several thousand per second, but during the closest  
  56. approach to Venus it detected an average count of only one  
  57. particle per second, in agreement with the rate observed during  
  58. most of the month of November.
  59.  
  60. MARINER RADIATION EXPERIMENTS    -3- 
  61.  
  62.           The absence of additional particles near the planet was  
  63. confirmed also by the other radiation detectors.  Near the earth,  
  64. the number of trapped particles observed decreases very sharply  
  65. with distance near the boundary between the earth's magnetic  
  66. field and the interplanetary field. 
  67.           Thus the absence of particles near Venus indicates that  
  68. the planet's magnetic field does not extend as far out as the  
  69. trajectory of Mariner.  This fact was confirmed by the magneto-  
  70. meter on board.  The small intensity and extent of the field is  
  71. believed to be explained by the very slow rate of rotation of the  
  72. planet. 
  73.           Objective 2:  To measure the intensity of the galactic  
  74. cosmic rays far away from the perturbing effect of any planet,  
  75. and to look for variations in this intensity in different parts  
  76. of the solar system.  Years of earth-based research have shown  
  77. that the flux of relatively low-energy galactic cosmic rays (5000  
  78. Mev and below) have a systematic variation with a period of about  
  79. eleven years which is somehow connected with the solar activity  
  80. cycle (sunspot cycle). 
  81.           It is hoped that cosmic-ray measurements made simultane- 
  82. ously in widely separated parts of the solar system will elucidate 
  83. the nature of the mechanism responsible for this variation.  For  
  84. this purpose, the ionization chamber is best suited.  It measured  
  85. a rate of ionization near 670 ion pairs per cubic centimeter per  
  86. atmosphere of air.  The value did not change significantly during 
  87.  
  88. MARINER RADIATION EXPERIMENTS    -4- 
  89.  
  90. the flight, and furthermore is in agreement with measurements in  
  91. high-altitude balloons made last summer at Thule, Greenland, by  
  92. Dr. Neher. 
  93.           The Geiger counter on Mariner indicated a cosmic-ray  
  94. flux of approximately 3.0 particles per square centimeter per  
  95. second throughout the flight.  The constancy of the cosmic-ray  
  96. intensity over the very great distance traveled by Mariner is a  
  97. new and significant piece of information, but its real meaning  
  98. will not become clear until we have repeated the experiment  
  99. several times on space vehicles going out away from the sun as  
  100. well as in toward it. 
  101.           Objective 3:  To study the number and the nature of the  
  102. high-energy changed particles emitted by the sun.  (Another  
  103. Mariner experiment investigated the very low-energy solar  
  104. particles also.) 
  105.           The presence of these particles is indicated by sudden  
  106. increases above the cosmic-ray background reading of the various  
  107. particle detectors.  Some idea of their composition can be  
  108. obtained from a comparison of the response of different detectors. 
  109. The Mariner results were that high-energy solar particles, such  
  110. as could be detected by the JPL-Caltech experiment, were generally 
  111. absent except for a single event which began on October 23.  The  
  112. Iowa counter, on the other hand, detected not only this event but  
  113. at least eight others, which must therefore have been produced by  
  114. radiation or particles of very low penetrating power.  Its exact  
  115. nature is still in doubt at this time.
  116.  
  117. MARINER RADIATION EXPERIMENTS    -5- 
  118.  
  119.           The nature of the solar-particle event of October 23  
  120. was described in detail by Dr. Anderson.  A solar flare of a type  
  121. which has frequently produced streams of charged particles was  
  122. observed between 9:42 A.M. and 10:45 A.M., and the reading of the  
  123. ionization chamber began to increase even before the flare had  
  124. disappeared.  Its reading rose rapidly from a background of 670  
  125. to a peak of above 18,000, underwent several oscillations, and  
  126. remained above 10,000 for about six hours before declining  
  127. gradually over the next few days.  The flux of particles detected  
  128. by the Geiger counters rose from a background of 3 to a peak of  
  129. 16 particles per square centimeter per second.  The fact that the  
  130. ionization increased much more than did the number of particles  
  131. indicates that the solar particles had much lower average energies 
  132. than the galactic cosmic rays, and it is calculated that a typical 
  133. energy in this event was about 25 Mev.  The details of the time  
  134. and energy variations will be further studied in the hope of  
  135. learning more about how the particles were produced in the photo-  
  136. sphere of the sun and how they may have been trapped in the  
  137. magnetic fields around the sun before being released to the region 
  138. where Mariner was waiting to detect them. 
  139.           The problem of solar flares and their production of  
  140. high-energy charged particles is a particularly important one for  
  141. interplanetary space research because the very largest solar  
  142. particle streams may contain particles in such numbers and of such 
  143. high energies as to constitute a significant hazard to manned  
  144. space missions.  No such events have been observed by Mariner,  
  145. however.
  146.  
  147. MARINER RADIATION EXPERIMENTS    -6- 
  148.  
  149.           The total radiation dose seen by the ionization chamber  
  150. in the October 23 event was only about 0.24 roentgen inside its  
  151. 0.01-inch thick steel wall, and the radiation was so non-penetrat- 
  152. ing that a moderate increase in the wall thickness would have  
  153. excluded the particles almost entirely. For comparison, the radia- 
  154. tion dose recorded during the entire flight to Venus was about 3  
  155. roentgens, and much of this radiation was etremely penetrating. 
  156.  
  157.  
  158.  
  159.  
  160.  
  161.  
  162.  
  163. 225-12/62
  164.