SMILESセンサ

超伝導技術による高感度受信機

SMILES では、 超伝導ミクサ (SIS ミクサ) を使用した高感度な受信機を構成しています。 超伝導ミクサは、絶対温度 4 K (4 ケルビン、摂氏 -269度) 近くに冷やさなければ使用できません。 SMILES では、機械式冷凍機を用いて宇宙での超伝導利用を実現します。 冷凍機の寿命の続く限り超伝導ミクサを 4.3 K 程度 (4.32 - 4.64 K) の極低温に保つことができます。 宇宙から超伝導ミクサにより高感度で地球を観測するのは世界で初めての試みです。

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SMILES のブロックダイアグラム

観測信号の流れ

大気からのサブミリ波放射は、楕円開口のオフセットカセグレン系で集光します。 この信号は 637.32 GHz の局部発振信号とともに、約 4.3 K に冷却された超伝導ミクサ (SIS ミクサ) に加えられ、11 - 13 GHz の中間周波信号に変換されます。 中間周波信号はさらに低い周波数へ変換されてから音響光学型分光計 (AOS) により分光され観測データとして得られます。 観測データは機器の状態等のデータとともに国際宇宙ステーションのデータ伝送系などを介して、 宇宙航空研究開発機構 筑波宇宙センターにある地上データ処理システムに送られます。

SMILES の性能

観測対象分子O3, HCl, ClO, CH3CN, HOCl, HNO3, O3同位体
HO2, BrO
観測周波数Band A624.26 - 625.59 GHz
Band B625.06 - 626.38 GHz
Band C649.05 - 650.38 GHz
周波数分解能1.05 から 1.20 MHz
受信感度受信機雑音温度TSYS: 297 - 380 K
観測温度精度ΔT<0.42 K (0.5秒積分の 1 ch あたり)
温度較正確度ΔT<1 K 程度
空間分解能アンテナ開口径392 mm (鉛直方向) × 200 mm (水平方向)
アンテナビーム幅0.089° (鉛直方向、半値全幅)
高度分解能3.2 km 程度 (Tangent point において)
軌道に沿ったサンプリング約 360 km 間隔
観測高度域0 - 100 km (約 2 km ごとにサンプリング)
観測緯度範囲北緯65°から南緯38°
データレート44 MB/時間 (ミッションデータ)
寸法0.8 m (幅) × 1 m (高) × 1.8 m (長)
質量476 kg
消費電力約 320 - 500 W
打上時期と寿命2009年9月11日打ち上げ、2010年4月21日に観測終了

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