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