Адитья-L1 (/ aːd̪it̪jə /) [a] (от санскрита : Адитья , «Солнце» и L1, « точка Лагранжа 1 ») — коронографический космический аппарат для изучения солнечной атмосферы , спроектированный и разработанный Индийской организацией космических исследований (ISRO) . ) и различные другие индийские институты космических исследований. [1] Он вращается на высоте около 1,5 миллионов км от Земли по гало-орбите вокруг точки Лагранжа 1 (L1) между Землей и Солнцем , где он будет изучать солнечную атмосферу, солнечные магнитные бури и их влияние на окружающую среду. вокруг Земли. [7]
Это первая индийская миссия, посвященная наблюдению за Солнцем. Нигяр Шаджи — директор проекта. [8] [9] [ 10] [11] Адитья-L1 был запущен на борту PSLV C57 в 11:50 по восточному стандартному времени 2 сентября 2023 года, [12] [3] [4] Он успешно достиг намеченной орбиты почти час спустя. и отделился от четвертой ступени в 12:57 по восточному стандартному времени. [13] Он был вставлен в точку L1 6 января 2024 года в 16:17 по восточному стандартному времени. [14]
Основными задачами Адитьи-Л1 являются:
Миссия была задумана в январе 2008 года Консультативным комитетом по космическим наукам (ADCOS). [16] [17] Первоначально предполагалось, что это небольшой спутник массой 400 кг (880 фунтов) на низкой околоземной орбите (800 км) с коронографом для изучения солнечной короны . На 2016–2017 финансовый год был выделен экспериментальный бюджет в размере 3 крор фунтов стерлингов . [18] [19] [20] С тех пор масштабы миссии были расширены, и она стала всеобъемлющей обсерваторией солнечной и космической среды , которая будет размещена в точке Лагранжа 1 (L1), [21] поэтому миссия была переименована в «Адитья» . -Л1" . По состоянию на июль 2019 года [обновлять]выделенная стоимость миссии составила 378 крор фунтов стерлингов , без учета затрат на запуск. [4]
Миссию поддерживает Европейский центр космических операций (ESOC), которым управляет Европейское космическое агентство (ЕКА). [22]
11 января 2024 года ISRO успешно развернула 6-метровую стрелу магнитометра на борту Aditya-L1 на орбите Halo в точке Лагранжа L-1. После старта стрела хранилась 132 дня. Измеренный период развертывания на орбите составил примерно 9 секунд, что находится в пределах прогнозируемого диапазона 8–12 секунд. Стрела магнитометра будет измерять межпланетное магнитное поле низкой интенсивности в космосе с помощью двух высокоточных феррозондовых магнитометрических датчиков, которые находятся на борту. Чтобы уменьшить влияние магнитного поля космического корабля на измерения, датчики размещены на расстоянии 3 и 6 метров от корабля. Использование двойной сенсорной системы также помогает нейтрализовать магнитное влияние космического корабля и облегчает точную оценку. В конструкции сегментов стрелы использовались полимеры, армированные углеродным волокном (CFRP ) . Благодаря использованию шарнирных механизмов с пружинным приводом пять частей соединяются, что позволяет складывать их в непосредственной близости от корабля на протяжении всего пути и раскрывать при достижении желаемой орбиты. Петли фиксируются на месте, когда механизм раскрывается. В походном положении стрела надежно фиксируется двумя прижимами. Информация, полученная с помощью переключателей телеметрии , подтверждает освобождение прижима, начальное движение и блокировку каждой петли. [23] [24]
Миссии потребовалось 126 земных дней после запуска, чтобы достичь гало-орбиты вокруг точки L1, которая находится примерно в 1 500 000 км (930 000 миль) от Земли. [25] Планируется, что космический корабль будет оставаться на гало-орбите на протяжении всей миссии, сохраняя при этом постоянную скорость Δv 0,2–4 м/с в год. [26] Спутник массой 1500 кг (3300 фунтов) несет семь научных полезных нагрузок с различными целями, включая инструменты для измерения нагрева короны , ускорения солнечного ветра , корональной магнитометрии, происхождения и мониторинга солнечного излучения , близкого к УФ- излучению (которое определяет динамику верхних слоев атмосферы Земли и глобальный климат), связь солнечной фотосферы с хромосферой и короной [27] и определение характеристик космической среды вокруг Земли на месте путем измерения потоков энергичных частиц и магнитных полей солнечного ветра и солнечных магнитных бурь . [1]
Aditya-L1 обеспечит наблюдения фотосферы , хромосферы и короны Солнца . Его научная полезная нагрузка должна быть размещена вне помех со стороны магнитного поля Земли и, следовательно, не могла быть полезна на низкой околоземной орбите, как это предлагалось в первоначальной концепции миссии еще в 2008 году. [28]
Одной из важнейших нерешенных проблем в области физики Солнца является нагрев короны. Верхняя атмосфера Солнца имеет температуру 2 000 000 К (2 000 000 ° C; 3 600 000 ° F), тогда как нижняя атмосфера составляет всего 6 000 К (5 730 ° C; 10 340 ° F). [29] Кроме того, не совсем понятно, как именно солнечное излучение влияет на динамику земной атмосферы как в более коротком, так и в более длительном временном масштабе. Миссия получит почти одновременные изображения различных слоев солнечной атмосферы, которые покажут способы направления и передачи энергии от одного слоя к другому. Таким образом, миссия позволит всесторонне понять динамические процессы на Солнце и решить некоторые нерешенные проблемы физики Солнца и гелиофизики .
Приборы Адитьи-Л1 настроены на наблюдение солнечной атмосферы, главным образом хромосферы и короны. Приборы на месте будут наблюдать за местной средой в точке L1. На борту имеется семь полезных нагрузок: четыре для дистанционного зондирования Солнца и три для наблюдения на месте. Полезные нагрузки были разработаны различными лабораториями страны при тесном сотрудничестве различных центров ISRO. [30]
Коронограф линий видимого излучения (VELC) — ключевой инструмент космического корабля «Адитья» . VELC — это отражательный коронограф с внутренним затемнением , предназначенный для удовлетворения особых потребностей в наблюдениях. Инструмент позволяет получать изображения солнечной короны с высоким пространственным разрешением (1,25–2,5 угловых секунды ), проводить одновременные наблюдения в трех режимах (изображение, спектроскопия и спектрополяриметрия ) и даже использует искусственный интеллект для помощи в обнаружении корональных выбросов массы (CME). Прибор был разработан Индийским институтом астрофизики в Бангалоре . [31]
SUIT — это ультрафиолетовый телескоп, предназначенный для изучения солнечного спектрального излучения в ультрафиолетовом диапазоне с использованием узкополосных и широкополосных спектральных фильтров в диапазоне 200–400 нм с надеждой на лучшее понимание солнечной активности и динамики атмосферы Земли. . SUIT обеспечивает почти одновременное покрытие солнечной атмосферы, от нижней фотосферы до верхней хромосферы. Инструмент был разработан Межуниверситетским центром астрономии и астрофизики в Пуне в сотрудничестве с ISRO. [31]
SoLEXS — это рентгеновский спектрометр, предназначенный для непрерывного измерения потока солнечного мягкого рентгеновского излучения (1–22 кэВ) от точки лагранжа Солнца-Земли L1. Эти измерения можно использовать, чтобы лучше понять свойства солнечной короны, в частности, почему температура короны такая высокая. SoLEXS будет наблюдать солнечные вспышки и в сочетании с данными, предоставленными VELC, поможет изучить сложные тепловые свойства внешних слоев Солнца. Прибор был разработан Спутниковым центром UR Rao в Бангалоре . [31]
Разработанный Группой космической астрономии URSC, HEL1OS (произносится как гелиос) представляет собой рентгеновский спектрометр, предназначенный для изучения солнечных вспышек в рентгеновском спектре, в частности, в энергетических диапазонах 10-150 кэВ ( килоэлектронвольт ). Используя двойную пару детекторов из теллурида кадмия (CdTe) и теллурида кадмия-цинка (CZT), прибор предназначен для изучения ускорения и движения электронов в солнечной короне, а также для изучения энергии отсечки между тепловыми и не -тепловые солнечные выбросы. [31]
ASPEX — это прибор, состоящий из спектрометров частиц низкой и высокой энергии , предназначенный для проведения измерений частиц солнечного ветра. Спектрометр ионов солнечного ветра (SWIS), низкоэнергетический спектрометр, содержит два анализатора, каждый из которых предназначен для изучения частиц, попадающих в устройство в разных плоскостях. Спектрометр тепловых энергетических частиц Supra (STEPS), высокоэнергетический спектрометр, также состоит из двух частей, STEPS 1 и STEPS 2, обе из которых предназначены для разделения протонов и альфа-частиц и измерения интегрированного потока . Прибор был разработан Лабораторией физических исследований в Ахмадабаде . [31]
PAPA — это прибор на борту Aditya-L1, предназначенный для изучения температуры, распределения и скорости солнечного ветра. Прибор содержит два датчика; зонд энергии электронов солнечного ветра (SWEEP) и анализатор состава солнечного ветра (SWICAR). Детекторы используются совместно для анализа энергетических уровней электронов и ионов в солнечном ветре. Прибор разработан Лабораторией космической физики Космического центра Викрама Сарабая в Тируванантапураме . [31]
На борту космического корабля «Адитья-L1» на развертываемой стреле находится пара магнитных датчиков, один из которых расположен посередине, а другой — на конце. Целью этих датчиков является сбор информации о величине и направлении межпланетных магнитных полей (ММП), а также изучение других событий, таких как корональные выбросы массы (CME). Данные магнитных датчиков будут использоваться в дополнение к данным датчиков PAPA и ASPEX. [31]
2 сентября 2023 года в 11:50 по восточному стандартному времени ракета -носитель полярных спутников (PSLV-C57) осуществила успешный запуск Aditya -L1 со второй стартовой площадки Космического центра Сатиш Дхаван (SDSC), расположенного в Шрихарикоте .
Адитья-L1 , продолжительность полета 63 минуты 20 секунд, достигла успешного вывода на эллиптическую орбиту вокруг Земли в 12:54 IST . [32]
Планируется, что Aditya-L1 совершит серию из четырех орбитальных маневров у Земли , прежде чем выведет его на переходную орбиту к точке Лагранжа (L1). Он достиг назначенной орбиты в точке L1 через 126 дней после запуска 6 января 2024 года в 4:17 по восточному стандартному времени. [33] [34]
3 сентября 2023 года Адитья-L1 выполнил свой первый маневр на Земле, подняв свою орбиту с 245 км (152 миль) на орбиту 22 459 км (13 955 миль). [35]
5 сентября 2023 года Адитья-L1 выполнил свой второй маневр у Земли, подняв свою орбиту с 282 км (175 миль) на орбиту 40 225 км (24 995 миль).
10 сентября 2023 года Адитья-L1 выполнил свой третий маневр на Земле, подняв свою орбиту с 296 км (184 миль) на орбиту 71 767 км (44 594 миль).
15 сентября 2023 года Адитья-L1 выполнил свой четвертый маневр на Земле, подняв свою первоначальную орбиту с 256 км (159 миль) на орбиту 121 973 км (75 791 миль). Это последний из подобных маневров, за которым сразу последует Транслагранжева 1-я инъекция, которая должна состояться 19 сентября.
19 сентября 2023 года Адитья-L1 выполнил свой последний маневр вокруг Земли, чтобы покинуть орбиту, и направился к точке Лагранжа 1. Чтобы добраться до места назначения, находящегося на расстоянии 1,5 миллиона километров, потребуется не менее четырех месяцев. [36]
30 сентября 2023 года Адитья-L1 покинул сферу влияния Земли и находился на пути к точке Лагранжа 1. [36]
6 октября 2023 года Адитья-L1 выполнил маневр коррекции траектории (TCM1). Это было необходимо для корректировки траектории, оцененной после отслеживания маневра введения транслагранжевой точки 1 (TL1I), выполненного 19 сентября 2023 года. [37]
6 января 2024 года Адитья-L1 был успешно выведен на гало-орбиту точки Лагранжа 1 (HOI) в 16:17 по восточному стандартному времени. [38]
Изображения Солнца, полученные с помощью инструмента SUIT (солнечного ультрафиолетового телескопа) Адитьи-L1 на разных длинах волн.