Download this file

PDS_VERSION_ID                   = PDS3                                       
LABEL_REVISION_NOTE              = "Jerry W. Manweiler, Ph.D., May 6, 2005;"  
RECORD_TYPE                      = STREAM                                     
                                                                              
OBJECT                           = INSTRUMENT                                 
  INSTRUMENT_HOST_ID             = CO                                         
  INSTRUMENT_ID                  = MIMI                                       
                                                                              
  OBJECT                         = INSTRUMENT_INFORMATION                     
    INSTRUMENT_NAME              = "MAGNETOSPHERIC IMAGING INSTRUMENT"        
    INSTRUMENT_TYPE              = "ENERGETIC PARTICLE DETECTOR"              
    INSTRUMENT_DESC              = "                                          
                                                                              
                                                                              
  Abstract:                                                                   
  =========                                                                   
                                                                              
    The Cassini Magnetospheric Imaging Instrument (MIMI)                      
    consists of three separate sensors: the Charge Energy Mass                
    Spectrometer (CHEMS) sensor, the Low Energy Magnetospheric                
    Measurement (LEMMS) sensor, and the Ion Neutral Camera (INCA)             
. This combination of sensors provides the capability                         
    to perform both global imaging and in situ measurements to study          
    the overall configuration and dynamics of Saturn's magnetosphere          
    and its interactions with the solar wind, Saturn's atmosphere,            
    Titan, the icy satellites and the ring particles.                         
                                                                              
    The text of this instrument description has been abstracted from the      
    instrument paper [KRIMIGISETAL2004]:                                      
                                                                              
      Krimigis, S.M., Magnetosphere Imaging Instrument (MIMI) on the          
      Cassini Mission to Saturn/Titan, in Space Science Reviews, Springer     
      Science and Business Media, B.V., formerly Kluwer Academic              
      Publishers B.V., Vol. 114, No. 1-4, pp. 233-329, December 2004.         
                                                                              
                                                                              
  Scientific Objectives:                                                      
  ======================                                                      
                                                                              
    The MIMI instrument onboard the Cassini Orbiter has the following         
    primary goals at Saturn:                                                  
    1.  Determine the global configuration and dynamics of hot plasma         
        in the magnetosphere of Saturn through imaging and in situ            
        measurements.                                                         
    2.  Study the sources of plasma and energetic ions through in situ        
        measurements of energetic ion composition, spectra, charge            
        state, and angular distributions.                                     
    3.  Study magnetospheric substorm-like activity at Saturn.                
    4.  Determine through imaging the formation of clouds of neutral          
        hydrogen, nitrogen, and water products.                               
    5.  Investigate the modification of satellite surfaces and                
        atmospheres through plasma and radiation bombardment.                 
    6.  Study Titan's cometary interaction with Saturn's magnetosphere        
        via high resolution imaging and in situ measurements.                 
    7.  Measure the high energy (E_elec > 1 MeV, E_p > 15 MeV) particle       
        component in the inner (L < 5 Rs) magnetosphere to assess             
        CRAND source characteristics.                                         
    8.  Study magnetosphere-ionosphere coupling through remote sensing        
        of aurora and in situ measurements of precipitating energetic         
        ions and electrons.                                                   
                                                                              
  Calibration:                                                                
  ============                                                                
                                                                              
    Calibration processes are accomplished via both flight software           
    and ground processing software.  Flight software is used primarily        
    to accommodate variations in measurements due to spacecraft motion.       
    Ground based calibration is accomplished through a combination of         
    calibration data values (see COMIMI_0000) coupled with various            
    algorithms to generate particle flux from measured count rates.           
                                                                              
                                                                              
  Operational Modes:                                                          
  ===========================                                                 
    The INCA detector has the capability to be placed in either ion mode      
    or neutral mode.  Ion mode indicates that the potential of the            
    deflection plates is set to zero so that ions are also counted along      
    with neutrals.  Neutral mode identifies that there is a potential         
    applied to the plates that will cause the ions to deflect away from       
    the entrance aperture and not be counted.  The efficiency of this         
    process is strongly dependent upon the applied plate potential.  The      
    applied plate potential is a configurable parameter within the system     
    and is based upon the science goals, dust environment, and the            
    expected plasma and high energy particle distributions. There are no      
    other specific operational modes of the detectors.                        
                                                                              
  Operational Considerations:                                                 
  ===========================                                                 
                                                                              
    The MIMI power consumption is nomially ~19.0 W.  Typical operations       
    include the capability to sense 6-7 orders of magnitude in particle       
    flux over a dynamic energy range for electrons of 30 KeV to 5 MeV and     
    for ions from 3 KeV to 160 MeV. Data quality is affected by direct sun    
    exposure into the instruments and INCA operations are tailored to         
    reduce the possibility of direct dust particle impacts into the sensor    
    aperture during ring crossings.                                           
                                                                              
                                                                              
  Sensors:                                                                    
  ==========                                                                  
                                                                              
    The MIMI experiment consists of three independent sensors: Charge         
    Energy Mass Spectrometer (CHEMS), Ion Neutral Camera (INCA), and Low      
    Energy Magnetospheric Measurements (LEMMS).  Each sensor has specific     
    targeted energies and populations to be examined and collectively         
    provide the ability to fully characterize the energetic charged and       
    neutral particle population in the Saturnian Magnetosphere as well as     
    the Solar Wind, the Jovian Magnetosphere, and the Earth Magnetosphere.    
                                                                              
    Each sensor is a combination of geometric components, silicon             
    detectors, micrpchannel plates, and electronics/software components       
    that give them the ability to fully answer the missions scientific        
    objectives. When the spacecraft is spinning the MIMI sensors obtain       
    measurements over a full four pi steradians.  The different MIMI          
    sensors share common electronics and provide complimentary                
    measurements of energetic plasma distributions, composition, and          
    energy spectrum, and the interaction of that plasma with the extended     
    atmosphere and moons of Saturn.                                           
                                                                              
    The CHEMS sensor is mounted on the particles and fields instrument        
    pallet with a field of view of approximately 160 degrees in latitude      
    (bisected by the spacecraft x-y plane) by 4 degrees in azimuth            
    centered on the spacecraft -x axis. CHEMS measures ions from              
    approximately 3 to 220 KeV/e.                                             
                                                                              
    The INCA sensor is separately mounted and nearly co-aligned with the      
    remote sensing instruments, with a field of view of 120 degrees in        
    latitude and 90 degrees in azimuth, centered on a vector rotated 9.5      
    degrees toward the spacecraft +x axis from the -y axis. INCA makes two    
    different types of measurements.  It obtains the directional              
    distribution, energy spectra, and crude composition of magnetospheric     
    ions between 7 keV/nuc and 500 keV/nuc and it makes remote images of      
    the global distribution of the energetic neutral emission of hot          
    plasmas in the Saturnian magnetosphere, measuring the composition and     
    energy spectra of those energetic neutrals for each image pixel.          
                                                                              
    The LEMMS sensor is double ended, with oppositely directed 15 degree      
    and 30 degree (full angle) conical fields of view (FOV).  LEMMS is        
    mounted on a rotation platform, with the spin axis parallel with the      
    spacecraft y axis, such that when rotating, the LEMMS telescopes sweep    
    through 360 degrees in the spacecraft x-z plane.  The LEMMS spin          
    mechanism failed on February 1, 2005.                                     
                                                                              
                                                                              
    Frames diagram                                                            
    --------------                                                            
                                                                              
    All MIMI telescope directions are described in terms of the               
    spacecraft fixed frame.                                                   
    LEMMS telescopes rotate around the -y axis (in the x-z plane) with        
    the 15 degree (low energy) telescope at zero degrees when it is           
    pointing in the -z direction and hence the 30 degree telescope (high      
    energy) telescope is pointing along the +z axis.                          
    CHEMS latitudinal field of view of 160 degrees is bisected by the         
    spacecraft x-y plane and its azimuthal field of view of 4 degrees         
    is centered on the spacecraft -x axis.                                    
    INCA is separately mounted and nearly co-aligned with the remote          
    sensing instruments with a latitudinal field of view of 120 degrees       
    and an azimuthal field of view of 90 degrees centered on a vector         
    rotated 9.5 degrees toward the spacecraft +x axis from the -y axis.       
                                                                              
    There are no otherwise specifically defined Cassini MIMI frames.          
                                                                              
  Electronics:                                                                
  ============                                                                
                                                                              
    Signals from the sensors are first processed by the analog                
    electronics and then by the digital processing unit (DPU). Analog         
    data are placed into the digital system and with respect to CHEMS         
    and LEMMS minimal processing is done.  With respect to INCA the           
    data is shifted into appropriate bins based upon the current              
    spacecraft orientation and spin rates.                                    
    All channel definitions are predefined by the electronics for             
    the LEMMS sensors and the CHEMS sensor has a variable high voltage        
    potential to determine selection of particle based upon energy            
    and to then subsequently place particles into energy, mass, and/or        
    mass/charge bins. The INCA instrument has the ability through the         
    use of high voltage potentials applied to the aperture plates to          
    deflect ions away from the entrance slit and instead image                
    neutral particles.  When the high voltage supply is turned off            
    then the instrument see both neutrals and ions.                           
                                                                              
    The DPU unit's primary function is to catalog incoming particle           
    measurements based upon underlying logic and to count events in           
    accumulation bins.  The DPU also packages the data along with the         
    instrument housekeeping data (instrument states) and then integrated      
    into telemetry for broadcast to ground station.                           
    Parameters that control the high voltage supplies, the selection          
    of priority counters etc, are expected to be updated periodically         
    under normal operating conditions.                                        
                                                                              
    Data compression and sampling techniques are used to maximize data        
    return within the bandwidth allocated to the experiment."                 
                                                                              
                                                                              
  END_OBJECT                     = INSTRUMENT_INFORMATION                     
                                                                              
  OBJECT                         = INSTRUMENT_REFERENCE_INFO                  
    REFERENCE_KEY_ID             = "KRIMIGISETAL2004"                         
  END_OBJECT                     = INSTRUMENT_REFERENCE_INFO                  
                                                                              
  OBJECT                         = INSTRUMENT_REFERENCE_INFO                  
    REFERENCE_KEY_ID             = "MANWEILERETAL2005"                        
  END_OBJECT                     = INSTRUMENT_REFERENCE_INFO                  
                                                                              
  OBJECT                         = INSTRUMENT_REFERENCE_INFO                  
    REFERENCE_KEY_ID             = "KUSTERER&BURKE2003"                       
  END_OBJECT                     = INSTRUMENT_REFERENCE_INFO                  
                                                                              
END_OBJECT                       = INSTRUMENT                                 
END