ไดนามิกส์ เอ็กซ์พลอเรอร์ 2

ชื่อ	เอ็กซ์พลอเรอร์ 63 ไดนามิกส์ เอ็กซ์พลอเรอร์-บี
ประเภทภารกิจ	ฟิสิกส์อวกาศ
ผู้ปฏิบัติงาน	นาซ่า
รหัส COSPAR	1981-070B
หมายเลข SATCAT	12625
ระยะเวลาของภารกิจ	1 ปี (ตามแผน) 1.5 ปี (ที่ดำเนินการจริง)
คุณสมบัติของยานอวกาศ
ยานอวกาศ	เอ็กซ์พลอเรอร์ LXIII
ประเภทของยานอวกาศ	ไดนามิกส์ เอ็กซ์พลอเรอร์
รสบัส	ดีอี
ผู้ผลิต	ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ด
ปล่อยมวล	420 กก. (930 ปอนด์)
มิติ	เส้นผ่านศูนย์กลาง 137 เซนติเมตร (54 นิ้ว) และสูง 115 เซนติเมตร (45 นิ้ว)
พลัง	115 วัตต์
เริ่มภารกิจ
วันที่เปิดตัว	3 สิงหาคม 2524, 09:56 UTC
จรวด	ธอร์-เดลต้า 3913 (ธอร์ 642 / เดลต้า 155)
จุดปล่อยจรวด	แวนเดนเบิร์ก , SLC-2W
ผู้รับเหมา	บริษัท ดักลาส แอร์คราฟท์
เข้ารับราชการ	3 สิงหาคม 2524
สิ้นสุดภารกิจ
วันที่เน่าเปื่อย	19 กุมภาพันธ์ 2526
พารามิเตอร์วงโคจร
ระบบอ้างอิง	วงโคจรศูนย์กลางโลก[ 1 ]
ระบอบการปกครอง	วงโคจรต่ำของโลก
ระดับความสูงจุดใกล้โลกที่สุด	309 กม. (192 ไมล์)
ระดับความสูงสูงสุด	1,012 กิโลเมตร (629 ไมล์)
ความโน้มเอียง	89.99°
ระยะเวลา	98.00 นาที
เครื่องดนตรี
การตรวจสอบพลศาสตร์และพลังงานของบรรยากาศ เครื่องมือ วัดการแทรกสอด แบบ Fabry–Pérot (FPI) เครื่องวัดการเคลื่อนตัวของไอออน (IDM) เครื่องมือวัดโพรบ Langmuir (LANG) เครื่องมือวัดพลาสมาในระดับต่ำ (LAPI) การตรวจสอบพลาสมาในระดับต่ำ การสังเกตสนามแม่เหล็กที่มีความละเอียดเชิงมุมสูง(MAG-B) การตรวจสอบ การเชื่อมโยงพลังงานของแมกนีโตสเฟียร์กับบรรยากาศเครื่องวัดองค์ประกอบบรรยากาศที่เป็นกลาง (NACS) การตรวจสอบปฏิสัมพันธ์ระหว่างพลาสมาที่เป็นกลางเครื่องวิเคราะห์ศักย์หน่วง (RPA) เครื่องมือวัดสนามไฟฟ้าเวกเตอร์ (VEFI) เครื่องวัดสเปกตรัมลมและอุณหภูมิ (WATS)
โปรแกรมสำรวจ

Dynamics Explorer 2 ( DE-2หรือExplorer 63 ) เป็นภารกิจระดับความสูงต่ำของ NASA ซึ่งปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 3 สิงหาคม พ.ศ. 2524 ประกอบด้วยดาวเทียมสองดวง คือ DE-1 และ DE-2 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่าง พลาสมาในแมกนีโตสเฟียร์และพลาสมาในไอโอโนสเฟียร์ดาวเทียมทั้งสองดวงถูกปล่อยขึ้นสู่วงโคจรขั้วโลกแบบระนาบ เดียวกันพร้อมกัน ซึ่งทำให้สามารถสังเกตส่วนบนและส่วนล่างของชั้นบรรยากาศได้พร้อมกัน^{[ 2 ]}

ยานอวกาศ DE 2 (ภารกิจระดับความสูงต่ำ) เป็นส่วนเสริมของภารกิจระดับความสูงสูงDynamics Explorer 1และถูกวางไว้ในวงโคจรที่มีจุดใกล้โลกที่สุดต่ำพอที่จะอนุญาตให้ทำการวัดองค์ประกอบที่เป็นกลาง อุณหภูมิ และลมได้ จุดไกลโลกที่สุดสูงพอที่จะอนุญาตให้ทำการวัดเหนือบริเวณปฏิสัมพันธ์ของไอออนเหนือความร้อน และยังสามารถวัดการไหลของพลาสมาที่ฐานของเส้นสนามแม่เหล็กโลกได้อีกด้วย ภารกิจ Dynamics Explorer มีจุดมุ่งหมายเพื่อตรวจสอบกระบวนการปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงซึ่งเชื่อมโยงพลาสมาที่ร้อน เบาบาง และมีการพาความร้อนของแมกนีโตสเฟียร์กับพลาสมาและก๊าซที่เย็นกว่าและหนาแน่นกว่าซึ่งหมุนรอบตัวเองในไอโอโนสเฟียร์บรรยากาศชั้นบนและพลาสมาสเฟียร์ ของโลก ดาวเทียมสองดวง DE-1 และ DE-2 ถูกปล่อยพร้อมกันและถูกวางไว้ในวงโคจรขั้วโลกแบบระนาบเดียวกัน ทำให้สามารถทำการวัดพร้อมกันได้ทั้งระดับความสูงสูงและต่ำในบริเวณเส้นสนามเดียวกัน^{[ 2 ]}

ยานอวกาศมีรูปร่างโดยทั่วไปเป็นรูปหลายเหลี่ยมขนาดสั้น เส้นผ่านศูนย์กลาง 137 เซนติเมตร (54 นิ้ว) และสูง 115 เซนติเมตร (45 นิ้ว) เสาอากาศแบบสามแกนมีความยาวจากปลายถึงปลาย 23 เมตร (75 ฟุต) มีแขนยื่นยาว 6 เมตร (20 ฟุต) สำหรับการวัดระยะไกล ยานอวกาศมีน้ำหนัก 420 กิโลกรัม (930 ปอนด์) พลังงานได้มาจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ซึ่งชาร์จแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม ขนาด 6 แอมป์-ชั่วโมง สองก้อน ยานอวกาศ ได้รับการรักษา เสถียรภาพแบบสามแกนโดยแกนหมุนรอบแกนตั้งฉากกับศูนย์กลางของโลกภายใน 1 องศา แกนหมุนรอบแกนตั้งฉากกับระนาบวงโคจรภายใน 1 องศา โดยมีอัตราการหมุนหนึ่งรอบต่อวงโคจร มีแท่นสแกนแบบแกนเดียวเพื่อติดตั้งเครื่องมือวัดพลาสมาในระดับความสูงต่ำ (1981-070B-08) แท่นนี้หมุนรอบแกนหมุนรอบแกน มีการใช้ระบบส่งข้อมูลทางไกลแบบการเข้ารหัสพัลส์ (PCL) ซึ่งทำงานแบบเรียลไทม์หรือในโหมดบันทึกเทปข้อมูลถูกรวบรวมโดยมุ่งเน้นที่ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ โดยมีการประสานงานอย่างใกล้ชิดระหว่างเครื่องมือต่างๆ ทั้งดาวเทียมและการทดลองสนับสนุน การวัดจะถูกจัดเก็บชั่วคราวบนเครื่องบันทึกเทปก่อนส่งด้วยอัตราส่วนการเล่นต่อการบันทึก 8:1 เนื่องจากคำสั่งต่างๆ ถูกจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำคำสั่งด้วย การทำงานของยานอวกาศจึงไม่ใช่แบบเรียลไทม์^{[ 2 ]}

จุดประสงค์ของการวิจัยนี้คือการศึกษาการตอบสนองแบบไดนามิกของเทอร์โมสเฟียร์และไอโอโนสเฟียร์ต่อการสะสมพลังงานในรูปแบบของ ความร้อน จูลการตกตะกอนของอนุภาค และการถ่ายโอนโมเมนตัมโดยการเคลื่อนที่ที่เกิดจากสนามไฟฟ้า วัตถุประสงค์คือเพื่อกำหนดความสำคัญสัมพัทธ์ของปรากฏการณ์ต่างๆ และเงื่อนไขที่ทำให้เกิดการเรียงลำดับ เนื่องจากความสำคัญสัมพัทธ์ของกระบวนการต่างๆ แตกต่างกันไปตามกิจกรรมทางแม่เหล็กโลก จึงได้ทำการตรวจสอบทั้งสภาวะที่แม่เหล็กโลกสงบและสภาวะที่มีการรบกวน โดยใช้แบบจำลองทางทฤษฎีเป็นเครื่องมือ เป้าหมายหลักคือการวิเคราะห์เชิงปริมาณของกระบวนการทางกายภาพที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมโยงพลังงานระหว่างแมกนีโตสเฟียร์และเทอร์โมสเฟียร์ นอกเหนือจากข้อมูลที่ได้รับจากเครื่องมือดาวเทียม DE ต่างๆ แล้ว การวิจัยยังวางแผนที่จะใช้การวัดแบบสหสัมพันธ์บนพื้นดินด้วย^{[ 3 ]}

เครื่องมือวัดการแทรกสอดแบบ Fabry –Pérot (FPI) เป็นเครื่องมือ ตรวจวัดระยะไกลความละเอียดสูงที่ออกแบบมาเพื่อวัดอุณหภูมิของชั้นบรรยากาศเทอร์โมสเฟียร์ ลมตามแนวเส้นเมริเดียน และความหนาแน่นของอะตอมที่ไม่เสถียรต่อไปนี้ ได้แก่ออกซิเจนอะตอม (ซิงเกล็ต S และ D) และสถานะ 2P ของออกซิเจนอะตอมไอออนิก FPI ทำการวิเคราะห์ความยาวคลื่นของแสงที่ตรวจพบจากลักษณะการปล่อยแสงของชั้นบรรยากาศเทอร์โมสเฟียร์โดยการสแกนระนาบการแทรกสอดด้วยตัวตรวจจับแบบอาร์เรย์หลายช่องสัญญาณ การวิเคราะห์ความยาวคลื่นจะกำหนดลักษณะโปรไฟล์เส้นดอปเปลอร์ของชนิดที่ปล่อยแสง การสแกนระดับความสูงตามลำดับที่ดำเนินการโดยกระจกสแกนขอบฟ้าที่ควบคุมได้จะให้มุมมองภาคตัดขวางของสถานะทางอุณหพลศาสตร์และพลศาสตร์ของชั้นบรรยากาศเทอร์โมสเฟียร์ใต้วงโคจร DE-2 ข้อมูลที่ได้จากการวิจัยนี้ใช้เพื่อศึกษาการตอบสนองทางพลศาสตร์ของชั้นบรรยากาศเทอร์โมสเฟียร์ต่อแหล่งพลังงานที่เกิดจากสนามไฟฟ้าของแมกนีโตสเฟียร์และการดูดซับแสงอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ในชั้นบรรยากาศเทอร์โมสเฟียร์ เครื่องมือนี้มีพื้นฐานมาจากการทดลองการเรืองแสงในอากาศที่มองเห็นได้ (VAE) ที่ใช้ในโครงการAtmospheric Explorerการเพิ่มกระจกสแกน, เอตาโลน Fabry–Pérot, ตัวตรวจจับระนาบภาพ และหลอดไฟสอบเทียบ เป็นความแตกต่างหลัก ตัวกรองการแทรกสอดแยกเส้นที่ (ในหน่วยอังสตรอม ) 5577, 6300, 7320, 5896 และ 5200 FPI มีมุมมองภาพ 0.53° (มุมครึ่งกรวย) ตั้งแต่วันที่ 16 กุมภาพันธ์ 1982 ถึง 11 กันยายน 1982 ดาวเทียม DE-2 ถูกกลับด้าน และ FPI วัดการปล่อยรังสีจากกาแล็กซี^{[ 4 ]}

เครื่องวัดการเคลื่อนที่ของไอออน (IDM) วัดการเคลื่อนที่โดยรวมของพลาสมาในชั้นไอโอโนสเฟียร์ในทิศทางตั้งฉากกับเวกเตอร์ความเร็วของดาวเทียม พารามิเตอร์ที่วัดได้ ได้แก่ ความเร็วการเคลื่อนที่ของไอออนในแนวนอนและแนวตั้ง มีช่วงที่คาดการณ์ไว้ที่ ± 4 กม./วินาที (2.5 ไมล์/วินาที) ความแม่นยำของการวัดคาดว่าจะอยู่ที่ ± 50 กม./วินาที (31 ไมล์/วินาที) สำหรับความแม่นยำที่คาดการณ์ไว้ที่ 0.5° ในการกำหนดทิศทางของยาน เวลาความละเอียดในการวัดโดยประมาณคือ 1/32 วินาที การวิจัยนี้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับ: (1) รูปแบบการพาความร้อนของไอออน (สนามไฟฟ้า) ในชั้นไอโอโนสเฟียร์บริเวณออโรร่าและขั้วโลก; (2) การไหลของพลาสมาไปตามเส้นสนามแม่เหล็กภายในพลาสมาสเฟียร์ ซึ่งกำหนดว่าการเคลื่อนที่นี้เป็นเพียงการหายใจของโปรโตโนสเฟียร์การเติมเต็มบริเวณนี้หลังจากพายุ หรือการขนส่งพลาสมาระหว่างซีกโลก; (3) การมีส่วนร่วมของไอออนความร้อนต่อกระแสไฟฟ้าตามแนวสนาม (4) สนามความเร็วที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ขนาดเล็กซึ่งมีความสำคัญทั้งในละติจูดต่ำและสูง และ (5) ขนาดและการเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้นรวมตามเส้นทางการบิน เครื่องวัดการเคลื่อนตัวของไอออนวัดการเคลื่อนที่ของพลาสมาขนานกับหน้าเซ็นเซอร์โดยใช้คอลลิเมเตอร์แบบตะแกรงและตัวเก็บรวบรวมหลายตัวเพื่อกำหนดทิศทางการมาถึงของพลาสมา รูปทรงเรขาคณิตของเครื่องมือคล้ายกับที่ใช้ในดาวเทียม Atmospheric Explorer มาก เซ็นเซอร์แต่ละตัวประกอบด้วยช่องเปิดทางเข้ารูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่ทำหน้าที่เป็นคอลลิเมเตอร์ตะแกรงแยกทางไฟฟ้า และตัวเก็บรวบรวมแบบระนาบแบ่งส่วนมุมการมาถึงของไอออนเมื่อเทียบกับเซ็นเซอร์ถูกกำหนดโดยการวัดอัตราส่วนของกระแสไปยังส่วนต่างๆ ของตัวเก็บรวบรวม และทำได้โดยการหาผลต่างของลอการิทึมของกระแส มีการใช้สองเทคนิคในการกำหนดอัตราส่วนนี้ ในเซ็นเซอร์การเคลื่อนตัวมาตรฐาน (SDS) ส่วนต่างๆ ของตัวเก็บรวบรวมจะเชื่อมต่อเป็นคู่ๆ กับตัวขยายสัญญาณลอการิทึมสองตัว เทคนิคที่สองเรียกว่าเซ็นเซอร์การเคลื่อนตัวสากล (UDS) อนุญาตให้วัดส่วนประกอบทั้งสองพร้อมกันได้ ในที่นี้ ส่วนของตัวเก็บรวบรวมแต่ละส่วนจะเชื่อมต่อกับแอมพลิฟายเออร์แบบลอการิทึมอย่างถาวร และใช้แอมพลิฟายเออร์ความแตกต่างสองตัวเพื่อกำหนดมุมการมาถึงในแนวนอนและแนวตั้งพร้อมกัน IDM ประกอบด้วยเซ็นเซอร์สองตัว ตัวหนึ่งให้เอาต์พุต SDS และอีกตัวหนึ่งให้เอาต์พุต UDS ในช่วงระหว่างวันที่ 17 มีนาคม 1981 ถึง 7 พฤษภาคม 1982 หน่วยความจำของเครื่องมือเกิดความผิดพลาดอย่างร้ายแรง และอุณหภูมิไอออนและการเปลี่ยนแปลงไม่สามารถใช้งานได้ในช่วงเวลานี้^{[ 5 ]}

เครื่องมือวัดแบบ Langmuir Probe Instrument (LANG) เป็นโพรบไฟฟ้าสถิตทรงกระบอกที่ใช้วัดอุณหภูมิอิเล็กตรอนเทลลูเรียม (Te) และความเข้มข้นของอิเล็กตรอนหรือไอออน นีออน (Ne) หรือนิกเกล (Ni) ตามลำดับ รวมถึงศักย์ไฟฟ้าของยานอวกาศ ข้อมูลจากการวิจัยนี้ถูกนำมาใช้ในการวัดอุณหภูมิและความหนาแน่นตามแนวเส้นสนามแม่เหล็กที่เกี่ยวข้องกับพลังงานความร้อนและการไหลของอนุภาคภายในระบบแมกนีโตสเฟียร์-ไอโอโนสเฟียร์ เพื่อให้ได้สภาวะพลาสมาความร้อนสำหรับการปฏิสัมพันธ์ระหว่างคลื่นและอนุภาค และเพื่อวัดผลกระทบของการสะสมพลังงานในไอโอโนสเฟียร์ทั้งในระดับขนาดใหญ่และระดับโครงสร้างละเอียด เครื่องมือวัดแบบ Langmuir Probe Instrument นั้นเหมือนกับที่ใช้ในดาวเทียม Atmospheric Explorer และยานPioneer Venus Orbiterเซ็นเซอร์อิสระสองตัวเชื่อมต่อกับวงจรปรับแรงดันแบบปรับได้แต่ละตัว ซึ่งติดตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอิเล็กตรอนและศักย์ไฟฟ้าของยานอวกาศอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่เครื่องวัดกระแสไฟฟ้าแบบปรับช่วงอัตโนมัติจะปรับค่าเกนตามการเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่นของพลาสมา สัญญาณควบคุมที่ใช้ในการติดตามอัตโนมัตินี้ทำให้สามารถตรวจสอบพารามิเตอร์ของไอโอโนสเฟียร์ได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องส่งข้อมูลทางไกลของแต่ละ เส้นโค้ง โวลต์-แอมแปร์ (VI) นอกจากนี้ วงจรจัดเก็บข้อมูลภายในยังอนุญาตให้สุ่มตัวอย่างเส้นโค้ง VI ที่เลือกไว้ด้วยความละเอียดสูงและอัตราข้อมูลสูงเพื่อส่งไปยังภาคพื้นดินเพื่อตรวจสอบหรือแก้ไขข้อมูลที่ประมวลผลระหว่างการบิน ความละเอียดของเวลาคือ 0.5 วินาที^{[ 6 ]}

เครื่องมือวัดพลาสมาในระดับความสูงต่ำ (LAPI) ให้การวัดความเร็วเชิงพื้นที่ที่มีความละเอียดสูงของไอออนบวกและอิเล็กตรอนตั้งแต่ 5 eVถึง 32 keV และตัวตรวจสอบอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงกว่า 35 keV การวัดมุมพิทช์ครอบคลุมช่วง 180° ทั้งหมด ข้อมูลจากการวิจัยนี้และการวัดสนับสนุนถูกนำมาใช้เพื่อศึกษา: (1) การระบุและความเข้มของกระแส Birkeland (2) บริเวณแหล่งกำเนิดอนุภาคออโรร่าและกลไกการเร่งความเร็ว (3) การมีอยู่และบทบาทของ E ขนานกับ B (4) แหล่งที่มาและผลกระทบของฟลักซ์อนุภาคขั้วโลก (5) การขนส่งพลาสมาภายในและผ่านขั้วแม่เหล็กโลก (6) การกำหนดค่าแบบไดนามิกของท่อฟลักซ์ละติจูดสูง (7) ผลกระทบของกรวยการสูญเสียจากการปฏิสัมพันธ์ของคลื่นและอนุภาค (8) การปฏิสัมพันธ์ของพลาสมาร้อนและเย็น (9) ผลกระทบของไอโอโนสเฟียร์จากการตกของอนุภาค และ (10) การพาความร้อนของพลาสมาที่ระดับความสูงสูง เครื่องมือนี้ประกอบด้วยอาร์เรย์ของเครื่องวิเคราะห์ไฟฟ้าสถิตแบบพาราโบลา ISIS 2 จำนวน 15 เครื่อง แต่ละเครื่องมีช่องอิเล็กตรอนและช่องไอออน เพื่อให้ได้การกระจายมุมพิทช์โดยละเอียดตามฟังก์ชันของพลังงานมีตัวนับไกเกอร์-มุลเลอร์ 2 ตัว ติดตั้งอยู่บนแท่นสแกน โหมดการทำงานพื้นฐานให้สเปกตรัมพลังงาน 32 จุดในช่วง 5 eV ถึง 32 keV ทุกวินาที แรงดันไฟฟ้าบนเครื่องวิเคราะห์ไฟฟ้าสถิตสามารถตั้งโปรแกรมได้เพื่อให้ได้ความละเอียดเชิงพื้นที่/เวลาที่มากขึ้นในส่วนที่จำกัดของการกระจายพลังงานและมุม เครื่องมือนี้ติดตั้งอยู่บนแท่นสแกนแกนเดียวที่ควบคุมโดยแมกเนโตมิเตอร์ ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อรักษาอาร์เรย์ของตัวตรวจจับซึ่งครอบคลุม 180° ให้มีมุมคงที่เกือบตลอดเวลาเมื่อเทียบกับสนามแม่เหล็ก ตั้งแต่วันที่ 16 มีนาคม 1982 ถึง 4 เมษายน 1982 เครื่องมือนี้ถูกปิดเพื่อดำเนินการแก้ไข^{[ 7 ]}

การตรวจสอบนี้ใช้ฟังก์ชันการกระจายอนุภาคเหนือความร้อนที่วัดโดยเครื่องมือพลาสมาทั้งระดับความสูงสูง (1981-070A-05) และระดับความสูงต่ำ (1981-070B-08) วัตถุประสงค์คือ: (1) เพื่อศึกษาคุณสมบัติและตำแหน่งของกลไกการเร่งความเร็วออโรร่า (2) เพื่อกำหนดลักษณะและการกระจายของสนามไฟฟ้าที่ขนานกับสนามแม่เหล็ก (3) เพื่อระบุตัวนำประจุของระบบกระแสไฟฟ้าหลักที่เชื่อมต่อแมกนีโตสเฟียร์และไอโอโนสเฟียร์ และ (4) เพื่อกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณเหล่านี้กับสนามไฟฟ้าการพาความร้อนและรูปแบบการปล่อยแสงออโรร่า^{[ 8 ]}

เครื่องวัดสนามแม่เหล็กแบบฟลักซ์เกตสามแกน (MAG-B) ซึ่งคล้ายกับเครื่องที่ติดตั้งบนยานอวกาศDynamics Explorer 1 (1981-070A-01) ถูกนำมาใช้เพื่อเก็บข้อมูลสนามแม่เหล็กที่จำเป็นสำหรับการศึกษาการเชื่อมโยงระหว่างแมกนีโตสเฟียร์ ไอโอโนสเฟียร์ และชั้นบรรยากาศ วัตถุประสงค์หลักของการวิจัยนี้คือการวัดกระแสไฟฟ้าตามแนวสนามแม่เหล็กในบริเวณวงรีแสงเหนือและเหนือขั้วโลกที่ระดับความสูงสองระดับที่แตกต่างกันโดยใช้ยานอวกาศทั้งสองลำ และเพื่อเชื่อมโยงการวัดเหล่านี้กับการสังเกตสนามไฟฟ้า คลื่นพลาสมา อนุภาคเหนือความร้อน อนุภาคความร้อน และภาพแสงเหนือที่ได้จากการวิจัย 1981-070A-03 เครื่องวัดสนามแม่เหล็กมีการชดเชยสนามแม่เหล็กแวดล้อมแบบดิจิทัลในหน่วย 8.E3 nT (8.E3 แกมมา ) เครื่องมือนี้ประกอบด้วยตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิทัล 12 บิตในตัว รีจิสเตอร์ชดเชยดิจิทัล 4 บิตสำหรับแต่ละแกน และการควบคุมระบบที่สร้างคำข้อมูล 48 บิตซึ่งประกอบด้วยการแสดงค่าสนามที่วัดตามแกนแมกนีโตมิเตอร์ทั้งสามแกนในรูปแบบ 16 บิต โมดูลติดตามและคงค่าถูกใช้เพื่อรับตัวอย่างพร้อมกันบนทั้งสามแกน แบนด์วิดท์ของเครื่องมือคือ 25 Hz ช่วงอนาล็อกคือ ± 6.2E4 nT ความแม่นยำคือ ± 4 nT และความละเอียดคือ 1.5 nT ความละเอียดของเวลาคือ 16 ตัวอย่างเวกเตอร์ต่อวินาที^{[ 9 ]}

การตรวจสอบนี้ใช้ข้อมูลจากเครื่องมือยานอวกาศต่างๆ เพื่อศึกษาสิ่งต่อไปนี้: (1) พลวัตเทอร์โมสเฟียร์ทั่วโลก (ผลกระทบของพลังงานที่ป้อนเข้าสู่เทอร์โมสเฟียร์จากแมกนีโตสเฟียร์โดยการพาความร้อน ความร้อนจูล การตกของอนุภาค และพลังงานไทดัล) (2) การเชื่อมต่อการพาความร้อนของพลาสมาความร้อนระหว่างไอโอโนสเฟียร์และแมกนีโตสเฟียร์ และ (3) กลไกการสูญเสียพลังงานของโฟโตอิเล็กตรอนไอโอโนสเฟียร์ในพลาสมาสเฟียร์^{[ 10 ]}

เครื่องวัดองค์ประกอบบรรยากาศที่เป็นกลาง (Neutral Atmosphere Composition Spectrometer หรือ NACS) ถูกออกแบบมาเพื่อวัดองค์ประกอบของบรรยากาศที่เป็นกลางในสถานที่จริง และเพื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงของบรรยากาศที่เป็นกลางที่ตอบสนองต่อพลังงานที่ส่งเข้ามาจากแมกนีโตสเฟียร์ เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ เซลล์การไหลเวียนขนาดใหญ่ และการแพร่กระจายของคลื่นเกิดขึ้นจากการป้อนพลังงาน (ซึ่งแต่ละอย่างมีลักษณะเฉพาะในการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบ) การวัดจึงช่วยให้สามารถศึกษาการแบ่งส่วน การไหล และการสะสมของพลังงานจากแมกนีโตสเฟียร์ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง วัตถุประสงค์ของการวิจัยคือการหาลักษณะเฉพาะขององค์ประกอบของบรรยากาศที่เป็นกลาง โดยเน้นเป็นพิเศษที่ความแปรปรวนของความหนาแน่นขององค์ประกอบที่ขับเคลื่อนโดยปฏิสัมพันธ์ในระบบบรรยากาศ ไอโอโนสเฟียร์ และแมกนีโตสเฟียร์ เครื่องวัดมวลควอดรูโพลที่ใช้เกือบจะเหมือนกับที่ใช้ใน ภารกิจ Explorer 51 (AE-C), Explorer 54 (AE-D) และExplorer 55 (AE-E) แหล่งกำเนิดไอออนแบบอิเล็กตรอนอิมแพคถูกใช้ในโหมดปิด อนุภาคในชั้นบรรยากาศเข้าสู่ห้องด้านหน้าผ่านรูที่มีคมมีด ซึ่งอนุภาคเหล่านั้นจะถูกปรับอุณหภูมิให้เท่ากับอุณหภูมิของเครื่องมือ ไอออนที่มีอัตราส่วนประจุต่อมวลที่เลือกไว้จะมีวิถีการเคลื่อนที่ที่เสถียรผ่านสนามไฟฟ้าไฮเปอร์โบลิก ออกจากเครื่องวิเคราะห์ และเข้าสู่ระบบตรวจจับ ตัวคูณไดโนดเบริลเลียม-ทองแดงแบบนอกแกนที่ทำงานที่อัตราขยาย 2.E6 ให้พัลส์อิเล็กตรอนเอาต์พุตสำหรับการมาถึงของไอออนแต่ละครั้ง เอาต์พุตของตัวตรวจจับมีอัตราพัลส์ที่แปรผันตามความหนาแน่นของอนุภาคที่เป็นกลางในแหล่งกำเนิดไอออนของมวลที่เลือก เครื่องมือนี้ยังรวมถึงแผ่นกั้นสองแผ่นที่สแกนผ่านรูทางเข้าสำหรับการวัดส่วนประกอบแนวนอนและแนวตั้งของลมอนุภาคที่เป็นกลาง ระบบเลือกมวลให้ค่ามวล 256 ค่าระหว่าง 0 ถึง 51 หน่วยมวลอะตอม (u) หรือแต่ละ 0.2 หน่วย สามารถเรียกหมายเลขมวลใด ๆ เหล่านี้ได้ในแต่ละช่วงเวลา 0.016 วินาที จำนวนแปดช่วง ลำดับนี้จะทำซ้ำทุก ๆ 0.128 วินาที^{[ 11 ]}

การตรวจสอบนี้ใช้ข้อมูลจากเครื่องมือยานอวกาศหลายตัวเพื่อศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างพลาสมาที่เป็นกลางขนาดใหญ่ในชั้นเทอร์โมสเฟียร์ที่เกิดจากกระบวนการเชื่อมโยงระหว่างแมกนีโตสเฟียร์ ไอโอโนสเฟียร์ และเทอร์โมสเฟียร์ การใช้งานแบบจำลองที่วางแผนไว้คือการจัดเตรียมกรอบทฤษฎีซึ่งคุณสมบัติไอโอโนสเฟียร์และบรรยากาศที่สำคัญบางประการที่จำเป็นสำหรับกระบวนการเชื่อมโยง (เช่น ค่าการนำไฟฟ้าของ Pedersen และ Hall) จะถูกคำนวณอย่างสม่ำเสมอโดยใช้ข้อมูลดาวเทียมที่วัดที่ความสูงที่กำหนด ตัวอย่างที่วางแผนไว้ ได้แก่: (1) การคำนวณโปรไฟล์แนวตั้งของคุณสมบัติไอโอโนสเฟียร์ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการเปรียบเทียบกับการวัดเรดาร์แบบกระจายที่ไม่สอดคล้องกันและข้อมูลสนับสนุนอื่นๆ บนพื้นดิน (2) การระบุและประเมินแหล่งความร้อนและโมเมนตัมของเทอร์โมสเฟียร์ที่เป็นกลาง และ (3) การกำหนดประสิทธิภาพของกระบวนการไดนามิกในละติจูดสูงในการควบคุมการไหลเวียนของเทอร์โมสเฟียร์ทั่วโลกและโครงสร้างความร้อน^{[ 12 ]}

เครื่องวิเคราะห์ศักย์หน่วง (Retarding Potential Analyzer หรือ RPA) วัดความเร็วไอออนโดยรวมในทิศทางการเคลื่อนที่ของยานอวกาศ ความเข้มข้นของไอออนองค์ประกอบ และอุณหภูมิของไอออนตามเส้นทางของดาวเทียม พารามิเตอร์เหล่านี้ได้มาจากการปรับค่าแบบกำลังสองน้อยที่สุด (least squares fit) กับเส้นโค้งฟลักซ์จำนวนไอออนเทียบกับพลังงานที่ได้จากการกวาดหรือปรับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับตะแกรงหน่วงภายในของ RPA นอกจากนี้ ยังมีการติดตั้งเซ็นเซอร์แบบช่องรับแสงกว้างแยกต่างหาก ซึ่งเป็นเซ็นเซอร์แบบท่อ (duct sensor) เพื่อวัดลักษณะสเปกตรัมของความผิดปกติในความเข้มข้นของไอออนโดยรวม พารามิเตอร์ที่วัดได้จากการวิจัยนี้มีความสำคัญต่อความเข้าใจกลไกที่มีอิทธิพลต่อพลาสมา กล่าวคือ เพื่อทำความเข้าใจการเชื่อมโยงระหว่างลมสุริยะและชั้นบรรยากาศของโลก การวัดทำด้วยเครื่องวิเคราะห์ศักย์หน่วงแบบระนาบหลายตะแกรง ซึ่งมีแนวคิดและรูปทรงเรขาคณิตคล้ายกับเครื่องมือที่ติดตั้งบนดาวเทียม Atmospheric Explorer ศักย์หน่วงสามารถปรับเปลี่ยนได้ในช่วงประมาณ +32 ถึง 0 โวลต์ รายละเอียดของร่องรอยแรงดันไฟฟ้านี้ และไม่ว่าจะเป็นแบบต่อเนื่องหรือแบบขั้นบันได ขึ้นอยู่กับโหมดการทำงานของเครื่องมือ พารามิเตอร์เฉพาะที่อนุมานได้จากการวัดเหล่านี้ ได้แก่ อุณหภูมิไอออน ศักยภาพของยานพาหนะ ส่วนประกอบแรมของความเร็วการเคลื่อนที่ของไอออน สเปกตรัมความไม่สม่ำเสมอของความเข้มข้นของไอออนและอิเล็กตรอน และความเข้มข้นของ H+, He+, O+ และ Fe+ และของไอออนโมเลกุลใกล้จุดใกล้โลกที่สุด^{[ 13 ]}

เครื่องมือวัดสนามไฟฟ้าเวกเตอร์ (VEFI) ใช้เทคนิคโพรบคู่ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในการบิน โดยมีฐานเส้น 20 เมตร (66 ฟุต) เพื่อทำการวัดสนามไฟฟ้ากระแสตรง การตรวจสอบสนามไฟฟ้านี้มีวัตถุประสงค์ดังต่อไปนี้: (1) เพื่อให้ได้การวัดสนามไฟฟ้ากระแสตรงแบบสามแกนที่แม่นยำและครอบคลุมที่ระดับความสูงของชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ เพื่อปรับปรุงรูปแบบเชิงพื้นที่พื้นฐาน กำหนดประวัติเวลาขนาดใหญ่ของรูปแบบเหล่านี้ และศึกษาการเปลี่ยนแปลงเชิงเวลาและเชิงพื้นที่ขนาดเล็กภายในรูปแบบโดยรวม (2) เพื่อศึกษาขอบเขตและภูมิภาคที่สนามไฟฟ้าฉายไปยังระนาบเส้นศูนย์สูตร (3) เพื่อทำการวัด โครงสร้างความไม่สม่ำเสมอ ความถี่ต่ำมาก ( ELF ) และความถี่ต่ำกว่า และ (4) เพื่อทำการศึกษาความสัมพันธ์จำนวนมาก เครื่องมือประกอบด้วยองค์ประกอบทรงกระบอกหกชิ้น ยาว 11 เมตร (36 ฟุต) และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.8 เซนติเมตร (1.1 นิ้ว) เสาอากาศแต่ละต้นถูกหุ้มฉนวนจากพลาสมา ยกเว้นส่วนนอกสุด 2 เมตร (6 ฟุต 7 นิ้ว) ฐานเส้น หรือระยะห่างระหว่างจุดกึ่งกลางขององค์ประกอบแอคทีฟขนาด 2 เมตร (6 ฟุต 7 นิ้ว) เหล่านี้ คือ 20 เมตร เสาอากาศถูกล็อกเข้าด้วยกันตามขอบเพื่อป้องกันการสั่นและเพิ่มความแข็งแกร่งต้านทานแรงต้าน ระบบอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานมีแนวคิดคล้ายกับที่ใช้ในExplorer 50 (IMP-J) และISEE-1แต่ได้รับการดัดแปลงสำหรับการวัดแบบสามแกนบนยานอวกาศที่ไม่หมุน หัวใจสำคัญของระบบคือพรีแอมพลิฟายเออร์ที่มีอิมพีแดนซ์สูง (1.E12 โอห์ม ) ซึ่งเอาต์พุตจะถูกลบและแปลงเป็นดิจิทัลอย่างแม่นยำ (การแปลง A/D 14 บิต เพื่อความไวประมาณ 0.1 ไมโครโวลต์/เมตร) เพื่อรักษาความละเอียดสูง สำหรับการลบผลคูณไขว้ของเวกเตอร์ V และ B ในขั้นตอนการประมวลผลข้อมูล ซึ่งให้การวัดกระแสตรงพื้นฐาน วงจรอื่นๆ ถูกใช้เพื่อช่วยในการตีความข้อมูลกระแสตรงและเพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในสัญญาณที่ตรวจจับได้โดยเสาอากาศ ช่วงสนามไฟฟ้ากระแสตรงที่วางแผนไว้คือ ± 1 V/m ความละเอียดที่วางแผนไว้คือ 0.1 mV/m และสนามไฟฟ้าแปรผันถูกวัดตั้งแต่ 4 Hz ถึง 1024 Hz สนามไฟฟ้ากระแสตรงถูกวัดที่ 16 ตัวอย่าง/วินาที สนามไฟฟ้าแปรผันถูกวัดตั้งแต่ 1 ไมโครโวลต์/เมตร ถึง 10 mV/m RMS คู่เสาอากาศที่ตั้งฉากกับระนาบวงโคจรไม่ได้ถูกกางออก^{[ 14 ]}

เครื่องวัดสเปกตรัมลมและอุณหภูมิ (WATS) วัด ลมที่เป็นกลาง ณ ตำแหน่งนั้นอุณหภูมิของอนุภาคที่เป็นกลาง และความเข้มข้นของก๊าซที่เลือกไว้ วัตถุประสงค์ของการวิจัยนี้คือการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างลม อุณหภูมิ การเคลื่อนที่ของพลาสมา สนามไฟฟ้า และคุณสมบัติอื่นๆ ของชั้นเทอร์โมสเฟียร์ที่วัดได้โดยเครื่องมือนี้และเครื่องมืออื่นๆ บนยานอวกาศ ความรู้เกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติเหล่านี้มีส่วนช่วยในการทำความเข้าใจผลที่ตามมาจากการเร่งความเร็วของอนุภาคที่เป็นกลางโดยไอออนในชั้นไอโอโนสเฟียร์ การเร่งความเร็วของไอออนโดยอนุภาคที่เป็นกลางที่สร้างสนามไฟฟ้า และการถ่ายโอนพลังงานที่เกี่ยวข้องระหว่างชั้นไอโอโนสเฟียร์และชั้นแมกนีโตสเฟียร์ มีการวัดองค์ประกอบของลมสามส่วน ได้แก่ ส่วนหนึ่งตั้งฉากกับเวกเตอร์ความเร็วของดาวเทียมในระนาบแนวนอน ส่วนหนึ่งในแนวตั้ง และอีกส่วนหนึ่งในทิศทางของดาวเทียม ใช้เครื่องวัดสเปกตรัมมวลควอดรูโพลศักย์หน่วง ซึ่งเชื่อมต่อกับชั้นบรรยากาศผ่านห้องแอนทีแชมเบอร์ที่มีรูพรุนอย่างแม่นยำ โดยทำงานในสองโหมด คือ โหมดหนึ่งใช้ความสามารถในการหน่วง และอีกโหมดหนึ่งใช้แหล่งกำเนิดไอออนเป็นแหล่งกำเนิดแบบไม่หน่วงทั่วไป มีการใช้แผ่นกั้นการสแกนสองแผ่นวางไว้ด้านหน้าเครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวล โดยแผ่นหนึ่งเคลื่อนที่ในแนวตั้ง และอีกแผ่นหนึ่งเคลื่อนที่ในแนวนอน ขนาดของส่วนประกอบแนวนอนและแนวตั้งของลมที่ตั้งฉากกับเวกเตอร์ความเร็วของยานอวกาศจะถูกคำนวณจากการวัดความสัมพันธ์เชิงมุมระหว่างกระแสอนุภาคที่เป็นกลางกับเซ็นเซอร์ ส่วนประกอบของความเร็วรวมของกระแสในทิศทางของดาวเทียมจะถูกวัดโดยตรงโดยระบบสเปกโตรมิเตอร์ผ่านการกำหนดศักยภาพการหน่วงที่ต้องการ ที่ระดับความสูงที่สูงเกินกว่าจะวัดชนิดของอนุภาคที่เป็นกลางได้ การทำงานที่วางแผนไว้กำหนดให้เครื่องมือวัดเฉพาะชนิดของไอออนความร้อนเท่านั้น ชุดของ "ช่อง" ที่เกิดขึ้นตามลำดับสี่ช่อง โดยแต่ละช่องมีช่วงเวลาการวัดยาว 2 วินาที ได้ถูกปรับให้เข้ากับรูปแบบการวัดพื้นฐานของเครื่องมือ ฟังก์ชันต่างๆ จะถูกสั่งการเข้าไปใน "ช่อง" เหล่านี้ในรูปแบบใดก็ได้ โดยแต่ละฟังก์ชันจะกำหนดให้กับช่วงเวลาการวัด ดังนั้นความละเอียดของเวลาจึงเป็น 2, 4, 6 หรือ 8 วินาที^{[ 15 ]}

เนื่องจากความผิดพลาดของยานปล่อยจรวด Thor-Delta 3913 ซึ่งเครื่องยนต์หลักดับลงก่อนกำหนดเล็กน้อย ทำให้ DE-2 ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรที่ต่ำกว่าที่คาดการณ์ไว้เล็กน้อย แต่นี่ไม่ใช่ปัญหาใหญ่ และยานอวกาศก็มีอายุการใช้งานตามที่คาดไว้จนกระทั่งกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลกในวันที่ 19 กุมภาพันธ์ 1983

Dynamics Explorer-2 อยู่ในวงโคจรที่ต่ำกว่าเมื่อภารกิจถูกยุติอย่างเป็นทางการ Dynamics Explorer 2 กลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศเมื่อวันที่ 19 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2526 ^{[ 2 ]}

• ไดนามิกส์ เอ็กซ์พลอเรอร์ 1
• โปรแกรมสำรวจ

• แกลเลอรีภาพ Dynamics Explorer