Erdfernerkundung - Numerische Physik: Modellierung

5.1. DAS NAHE ERDUMFELD 239
Abbildung 5.13: EPHIN Teilchenteleskop
mit den sektorisierten Detektoren
A und B [141]
Im Laufe der Zeit sinkt die Anisotropie ab, da die Verteilung breiter wird, wie im unteren
Beispiel in Abb. 5.11 gezeigt ist. Dieses Absinken erklärt sich aus der Teilchenausbreitung
im interplanetaren Raum: die Teilchen werden an Magnetfeldirregularitäten gestreut, so dass
auch wieder Teilchen auf die Sonne zulaufen. Somit können wir mit Hilfe dieses Instruments
nicht nur die auf der Sonne beschleunigten Teilchen nachweisen und damit etwas über die
solare Aktivität und Beschleunigungsmechanismen lernen, sondern auch die Ausbreitungsbedingungen
und die Struktur des interplanetaren Mediums untersuchen.
§ 782 Bei der Analyse der Helios-Daten haben sich einige kleine und größere instrumentelle
Probleme aufgezeigt, die man durch Verwendung anderer Detektorkombinationen bzw.
modernerer Techniken zu vermeiden versucht.
EPHIN auf SOHO
§ 783 Auf Helios hat es sich als schwierig erwiesen, 3 He und 4 He zu trennen, da die Ortskurven
dieser beiden Isotope relativ eng beieinander liegen. Wenn die Teilchen nur exakt
senkrecht in das Teleskop fallen, so sind ihre Wege in den einzelnen Detektoren und damit
ihre Energieverluste genau gleich und es würden sich scharf begrenzte Ortskurven ähnlich
denen in Abb. 5.10 ergeben. Fallen Teilchen auch schräg auf die Detektoren, so sind ihre
Wege im Detektor länger und die Energieverluste entsprechend größer. Dadurch ergibt sich
eine Verbreiterung der Ortskurve und die Trennung zwischen benachbarten Ortskurven wird
schwierig. Dies ist besonders ungünstig, wenn kleine Verhältnisse bestimmt werden sollen
( 3 He tritt nur ungefähr 10 −4 mal so selten auf wie 4 He, in einigen Flares kann allerdings der
3 He-Anteil dem des 4 He gleichkommen).
§ 784 Im Ephin-Teilchenteleskop (siehe Abb. 5.13) verwendet man das gleiche Messprinzip
wie beim Helios-Sensor (Stapel von 6 Detektoren umgeben von einer Antikoinzidenz), jedoch
sind hier die oberen Detektoren sektorisiert, wie der linke Teil von Abb. 5.13 zeigt. Jedes
dieser Detektorsegmente wird wie ein eigenständiger Detektor behandelt, d.h. im Gegensatz
zu Helios liegen für die oberen Detektoren neben den Energieverlusten auch noch die Einfallsorte
vor. Da beide oberen Detektoren sektorisiert werden, kann man den Einfallswinkel eines
Teilchens bestimmen. Abbildung 5.14 zeigt dazu, wie aus den unterschiedlichen Sektoren der
beiden Detektoren Bereiche des Einfallswinkels definiert werden können. Innerhalb eines Einfallswinkelbereiches
sind dann die effektiven Wege der Teilchen im Detektor vergleichbar, die
Ortskurven in der Impulshöhenmatrix verschmieren nicht so stark und die Isotopentrennung
ist genauer bzw. auch dann noch möglich, wenn das Verhältnis dieser Isotope weit von eins
entfernt ist.
§ 785 Neben der genaueren Untersuchung der Isotope und der besseren Trennung der verschiedenen
Teilchensorten erlaubt eine derartige Sektorisierung von Detektoren auch die Messung
von Winkelverteilungen auf einem Raumfahrzeug, dass auf Grund der auf die Sonne
ausgerichteten optischen Instrumente 3-Achsen stabilisiert ist und daher nicht spinnt.
c○ M.-B. Kallenrode 2. Juli 2008