Il nefelometro ( dal greco nephélê "nuvola" e métron "misura" ) a bordo del Probe misurerà alcune caratteristiche fisiche delle nubi di Giove come la posizione e le dimensioni degli strati nuvolosi o la concentrazione, forma e dimensioni delle particelle che li compongono, la forma sferica o meno delle particelle ne indicherà lo stato fisico liquido o solido ( ghiaccio ).
Strumenti simili furono impiegati sulle quattro sonde Pioneer Venus nel 1978, ed il loro impiego è previsto nella prossima missione Cassini-Huygens.
L'obiettivo è misurare le dimensioni delle particelle in una gamma tra 0,2 a 20 milionesimi di millimetro a pressioni tra 0,1 a 10 bar ( 10-100 kPA ). Densità superiori a tre particelle per centimetro cubico saranno rilevate ad intervalli, in altitudine, inferiori al chilometro.
Durante la caduta della sonda, ci si aspetta di passare attraverso due o forse tre strati principali di nuvole. Quello superiore, si troverà ad una pressione di 0,2-0,5 bar ( 20-50 kPA ), composto principalmente di ammoniaca, una debole nebbia composta da particelle relativamente piccole, sovrasterà questo strato.
La comprensione delle proprietà fisiche di queste particelle è essenziale per comprendere il bilanciamento dell'energia del pianeta e capire i suoi processi basilari. Giove emette energia in quantità doppia rispetto a quella che riceve dal Sole, a dispetto del fatto che si trova a 45 minuti-luce ( la Terra è a circa 8 minuti-luce ) dal nostro astro. Probabilmente ha mancato di poco l'obiettivo di diventare anch'esso una stella, invece è "solo" un'enorme sfera di idrogeno ed elio, con una complessa meteorologia, guidata dalla rotazione e dal calore interno.
Le informazioni dal nefelometro, l'ASE, lo strumento per l'analisi dell'atmosfera e lo spettrometro di massa forniranno il profilo della composizione dell'atmosfera, delle proprietà delle particelle, le pressioni e le temperature in funzione dell'altitudine. Per poter compiere un'analisi dettagliata e redigere questo profilo, conoscere con esattezza la velocità di discesa del Probe è un'informazione d'ineguagliabile importanza.
Comparando questi dati ai vari modelli teorici dell'atmosfera ed unendo le informazioni rilevate dagli strumenti a bordo dell'Orbiter, potranno essere definite con buona precisione le caratteristiche delle nubi di particelle.
Lo strumento consiste di un diffusore anteriore, un diffusore posteriore e dal modulo elettronico. Subito dopo l'apertura del paracadute, il nefelometro estenderà il suo braccio di 13 cm. Alla fine di questo braccio sono posti gli specchi del sensore del diffusore anteriore.
Come la sonda penetrerà nell'atmosfera, le perticelle che compongono le nubi passeranno attraverso un volume campione definito da questi specchi ed attraversato da un raggio laser infrarosso. Le dimensioni delle particelle saranno determinate dall'intensità della luce deviata dalla particella stessa ed intercettata dai quattro specchi, posizionati per rilevare la luce deviata ad angoli di 5,8-16-40 e 70 gradi dal fascio principale. Un riscaldatore montato con gli specchi, aiuterà a prevenire la formazione di condensa durante la discesa della sonda.
L'unità posteriore misurerà la luce deviata ad un angolo di 178 gradi dal raggio principale. E' montata dietro all'unità anteriore e poco oltre la superficie esterna del Probe ed anch'essa ha un raggio laser che illumina le particelle.
Più in basso, dove le pressioni raggiungono i valori di 1-2 bar ( 100-100 kPa ), dovrebbe esserci uno strato composto da particelle di idrosolfuro di ammonio. Ancora più in basso, a pressioni tra 2 e 5 bar ( 200-500 kPa ), starebbe il terzo strato composto principalmente da particelle d'acqua ghiacciata nella parte superiore, più fredda, e liquida o semisolida nella parte bassa, più calda.
L'elettronica è sigillata ermeticamente, mentre i due sensori sono ventilati, cosicchè la pressione interna delle due unità segua quella all'interno del Probe. Gli strumenti pesano circa 4,4 chili e durante il funzionamento consumeranno 13,5 watt.
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01/06/96 by MF