Logo: to the web site of Uppsala University

uu.sePublications from Uppsala University
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Determination of Ion Number Density from Langmuir Probe Measurements in the Ionosphere of Titan
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Technology, Department of Engineering Sciences.
2010 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Saturn’s largest moon, Titan, presents a very interesting subject for study because of its atmosphere’s complex organic chemistry. Processes taking place there might shed some light on the origins of organic compounds on Earth in its early days. The international spacecraft Cassini-Huygens was launched to Saturn in 1997 for a detailed study of the gas giant and its moons, specifically Titan.

The Swedish Institute of Space Physics in Uppsala has manufactured the Langmuir probe instrument for the Cassini spacecraft now orbiting Saturn, and is responsible for its operation and data analysis. This project concerns the analysis of Titan’s ionosphere measurements from this instrument, from all “deep” flybys of the moon (<1400km altitude) in the period October 2004 - April 2010.

Using the Langmuir Probe analysis tools, the ion flux is derived by compensating for the atmospheric EUV extinction (that varies with the photoelectron current from the probe). The photoelectron current emitted from the probe also gives an artifact in the data that for this project needs to be deducted before analysis. This factor has already been modeled, while the extinction of Titan’s atmosphere has only been taken into account on event basis (not systematically). The EUV corrected ion flux data is then used to derive the ion number density in Titan’s atmosphere, by setting up an average ion mass altitude distribution (using the Ion Neutral Mass Spectrometer results for comparison) and deriving the spacecraft speed along the Cassini spacecraft trajectory through Titan’s ionosphere.

The ion number density results proved to correlate very well with the theoretical ionospheric profiles on the day side of Titan (see graphical representation in the Results section). On the night side, a perturbation of the ion flux data was discovered by comparison with Ion Neutral Mass Spectrometer data, supporting earlier measurements of negative ions reported by Coates et al 2009.

The project was carried out at the Swedish Institute of Space Physics (Institutet för Rymdfysik, IRF) in Uppsala.

 

Abstract [sv]

Saturnus största måne Titan är ett väldigt intressant forskningsobjekt på grund av dess atmosfärs komplexa organiska kemi. Processer som pågår i Titans täta atmosfär kan hjälpa oss att förstå ursprunget till organiska föreningar på Jorden i dess unga ålder. Den internationella rymdsonden Cassini-Huygens blev uppskjuten mot Saturnus 1997, för att i detalj undersöka gasjätten och dess månar, speciellt Titan.

Institutet för Rymdfysik (IRF) i Uppsala är ansvariga för operation och dataanalys av Langmuirsonden ombord Cassini som ligger i omloppsbanan kring Saturnus sedan 2004. Detta projekt omfattar analys av Langmuirsondens mätningar av Titans jonosfär från alla ”djupa” förbiflygningar av månen under perioden oktober 2004 – april 2010.

Med hjälp av analysverktygen för Langmuirsonden, tas jonflödet fram efter kompensation för den atmosfäriska EUV extinktionen som ger upphov till fotoelektronströmmen från sonden. Fotoelektronströmmen som utsänds från proben ger en artefakt i data och måste (för detta projekt) korrigeras före analysen. Denna faktor är redan bestämd, men extinktionen av Titans atmosfär har endast korrigerats för i enstaka fall. Det korrigerade datat används för att få fram jondensiteten i Titans atmosfär genom att en genomsnittlig jonmass/höjd fördelning antas (jämförs med resultat från INMS-instrumentet) och kombineras med den beräknade hastighet som Cassini håller i banan genom jonosfären.

Projektet utfördes vid Institutet för Rymdfysik, Uppsala.

Place, publisher, year, edition, pages
2010. , p. 38
Series
UPTEC F, ISSN 1401-5757 ; 10041
Keywords [en]
ion number distribution, titan, ionosphere, langmuir
National Category
Other Engineering and Technologies
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-132567OAI: oai:DiVA.org:uu-132567DiVA, id: diva2:358346
Presentation
(English)
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2010-10-21 Created: 2010-10-21 Last updated: 2010-10-21Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1884 kB)994 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1884 kBChecksum SHA-512
4b9bca008a79ab7f440749c927457777e1334f9177ddfac6f326a2929a3ef62d67c73feccf15282cb2c5dfe568fd9b89461276433f62e2b07352ea1934b54c98
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Engineering Sciences
Other Engineering and Technologies

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 1065 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 941 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf