L'NFR utilizza un visore ottico rotante, nel quale i rilevatori possono osservare un campo visivo a forma di cono di 40 gradi di ampiezza, attraverso un vetro di diamante. La visuale è centrata ad un angolo di 45 gradi sull'asse, considerato il più rappresentativo per valutare l'energia integrata di un intero emisfero. Una rotazione sull'asse orizzontale , permetterà la visione bidirezionale e quindi l'osservare entrambi gli emisferi ( relativamente alla sonda ), utilizzando le stesse ottiche e rivelatori.
Durante la discesa, con l'aumento continuo del calore e della densità dell'atmosfera, l'NFR volgerà velocemente ed alternativamente lo sguardo nelle due direzioni. Misurando la differenza nell'intensità della radiazione tra queste due viste, determinerà l'ampiezza e la direzione del flusso di energia radiativa.
Dietro questa finestra in diamante, ci sono sei sensori piroelettrici al litio-tantalio, che compiono le misurazioni attraverso una serie di filtri nelle lunghezze d'onda che vanno dal visibile all'infrarosso. Un filtro è utilizzato per misurare il flusso di energia dal Sole, mentre un secondo misura il flusso totale nell'infrarosso. Altri tre regioni dello spettro furono scelte per aiutare l'identificazione dei vari tipi di atmosfera.
E' ben noto che l'idrogeno molecolare è la fonte maggiore dell'opacità dell'atmosfera di Giove. Però, l'idrogeno ha delle "finestre" o "buchi" nello spettro, attraverso i quali l'atmosfera perde nello spazio enormi quantità di radiazione ( calore ), mentre non è così per i componenti minori come il metano, l'ammoniaca, ed il vapore acqueo che "coprono" i buchi nello spettro dell'idrogeno. Misurando il flusso in funzione dell'altitudine nelle "finestre" dell'idrogeno, è possibile stimare le abbondanze delle tracce dei vari gas. Sarà anche un modo per avere un backup di una parte delle misure effettuate dallo spettrometro di massa.
Misurazionei valutabili in maniera meno complessa saranno quelle relative al contributo dato dalle piccole particelle all'opacità dell'atmosfera. La posizione dei vari strati nuvolosi, desunta dall'effetto sull'opacità nell'infrarosso e nel visibile, fornirà una verifica parziale sulle misure sul particolato effettuate dal nefelometro.
Oltre a quanto sopra, l'NFR misurerà, il flusso atmosferico in ascesa ed il flusso da un corpo nero a bordo della sonda. Il sistema di calibrazione radiometrica sarà utilizzato per controllare le prestazioni dello strumento durante la discesa. Nella modalità misura di flusso radiativo, l'NFR alternerà l'osservazione nei due emisferi ogni due volte al secondo. Nella modalità calibrazione, l'NFR si alternerà tra due sorgenti interne di radiazioni: un corpo nero a temperatura ambiente ed un corpo caldo alla temperatura controllata di 410 gradi K. Nella modalità flusso atmosferico, oserverà alternativamente verso il basso e verso la sorgente di calore scelta come obiettivo.
In ciascuna delle modalità di funzionamento prevista, il segnale del flusso è integrato ogni 5,5 secondi e campionato ogni 6. Ogni ciclo dell'NFR dura due minuti , ogni secondo vengono svolti 26 operazioni, 17 sono relative alle misure di flusso, una ciascuno riguardano il flusso atmosferico, la misura del corpo nero e la verifica della calibrazione dello zero.
La risoluzione verticale sarà di circa 1,2 chilometri durante la discesa rapida ed aumenterà con il diminuire della velocità. Quando raggiugerà la pressione 10 volte superiore a quella terrestre a livello del mare , la risoluzione sarà di circa 200 metri.
L'NFR pesa 3 kg e consumerà circa 10 watt durante la discesa. E' stato costruito dalla Martin Marietta Industries.
Fonte: Ames Research Center, Martin Marietta Aerospace
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22/01/96 by MF