Dust Identification using Electric Field Instruments in the Solar System

Abstract

Title: Dust Identification using Electric Field Instruments in the Solar System Author: Samia Ijaz Department: Department of Surface and Plasma Science Supervisor: RNDr. Jakub Vaverka, Ph.D. Year: 2025 Abstract: Dust is a key component of planetary environments, influencing surface pro- cesses, atmospheric escape, and plasma interactions. Although dedicated dust detectors have been flown on only a few missions, electric field instruments onboard spacecraft offer a valuable alternative by detecting transient voltage pulses produced by high-speed dust impacts. This thesis uses data from the MAVEN, DEMETER, and Cassini missions to investigate such signals in the ionospheres of Mars and Earth, and in Saturns ring system. At Mars, over 17,000 pulses were identified in MAVEN data from 2015, mainly between 150 and 2000 km altitude. These signals are more frequent when the spacecraft is negatively charged in the Martian ionosphere, suggesting a possible local dust origin, though the mechanisms responsible for lifting dust grains to these altitudes remain un- certain. At Earth, DEMETER data from 2005 and 2010 revealed 1000 similar pulses, but their concentration over the South Atlantic Anomaly and correlation with energetic electrons suggest a non-dust origin. At Saturn, Cassini RPWS data from multiple ring- plane...

Název práce: Identifikace prachu pomocí přístrojů pro měření elektrických polí ve sluneční soustavě Autor: Samia Ijaz Katedra: Katedra fyziky povrch a plazmatu Vedoucí prác: RNDr. Jakub Vaverka, Ph.D. Rok: 2025 Abstrakt: Prach je klíovou slokou planetárních prostedí, protoe ovlivuje procesy na povrchu planet, zpsobuje únik jejich atmosféry a interaguje s plazmatickým okolím. Spe- cializované detektory prachu byly pouity pouze na nkolika misích, proto pístroje pro mení elektrických polí na palubách kosmických sond pedstavují cennou alternativu, nebo dokáí detekovat krátké napové pulzy vznikající pi nárazech prachových ástic s vysokou dopa- dovou rychlostí. Tato disertaní práce vyuívá data z misí MAVEN, DEMETER a Cassini k analýze tchto signál v ionosférách Marsu a Zem a v prstencovém systému Saturnu. Na Marsu bylo v datech sondy MAVEN v roce 2015 identifikováno více ne 17 000 takových pulz, a to peván ve výkách mezi 150 a 2000 km. Tyto signály se pozorují astji, pokud je sonda v ionosfée Marsu nabita záporn, co naznauje moný lokální pvod prachu, avak mechanismus, odpovdný za vynáení prachových ástic do tchto výek zstává nejasný. Dalí mise, DEMETER, odhalila 1000 velmi podobných pulz v letech 2005 a 2010 v ionosfée Zem, avak jejich vtí koncentrace nad Jihoatlantickou anomálií a korelace s energetickými...