stringtranslate.com

Обсерватория солнечной динамики

Подробные изображения, полученные SDO в 2011–2012 годах, помогли ученым раскрыть новые тайны Солнца.

Обсерватория солнечной динамики ( SDO ) — миссия НАСА , которая наблюдает за Солнцем с 2010 года. [4] Запущенная 11 февраля 2010 года, обсерватория является частью программы «Жизнь со звездой» (LWS). [5]

Целью программы LWS является развитие научного понимания, необходимого для эффективного решения тех аспектов связанной системы Солнце – Земля, которые напрямую влияют на жизнь на Земле и ее общество. Целью SDO является понимание влияния Солнца на Землю и околоземное пространство путем изучения солнечной атмосферы в малых масштабах пространства и времени и во многих длинах волн одновременно. SDO исследует, как генерируется и структурируется магнитное поле Солнца , как эта сохраненная магнитная энергия преобразуется и высвобождается в гелиосферу и геопространство в форме солнечного ветра , энергичных частиц и изменений в солнечном излучении . [6]

Общий

Эта визуализация охватывает тот же временной промежуток в 17 часов по всему диапазону длин волн SDO.

Космический аппарат SDO был разработан в Центре космических полетов имени Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд , и запущен 11 февраля 2010 года с базы ВВС на мысе Канаверал ( CCAFS ). Основная миссия длилась пять лет и три месяца, а расходные материалы, как ожидается, прослужат не менее десяти лет. [7] Некоторые считают SDO последующей миссией для Солнечной и гелиосферной обсерватории (SOHO). [8]

SDO — это стабилизированный по трем осям космический аппарат с двумя солнечными батареями и двумя антеннами с высоким коэффициентом усиления, находящийся на наклонной геосинхронной орбите вокруг Земли .

В состав космического корабля входят три прибора:

Данные, собранные аппаратом, предоставляются как можно скорее после получения. [9]

Расширенная миссия

По состоянию на февраль 2020 года ожидается, что SDO будет функционировать до 2030 года. [10]

Инструменты

Гелиосейсмический и магнитный томограф (HMI)

Сравнение изображений HMI Continuum сразу после затмения , а затем после повторного прогрева датчика.

Гелиосейсмический и магнитный визуализатор (HMI), разработанный в Стэнфордском университете в Стэнфорде, Калифорния , изучает солнечную изменчивость и характеризует внутреннюю часть Солнца и различные компоненты магнитной активности. HMI выполняет измерения с высоким разрешением продольного и векторного магнитного поля, просматривая весь диск Солнца, уделяя особое внимание различным концентрациям металлов на Солнце, с диапазоном, центрированным на линии Фраунгофера солнечного спектра 617,3 нм , пропуская свет через пять фильтров, включая фильтр Лиота и два интерферометра Майкельсона, для быстрого и частого создания доплеровских изображений и магнитограмм . Фокусировка на весь диск и усовершенствованные магнитометры улучшают возможности инструмента MDI SOHO , который мог фокусироваться только в пределах прямой видимости с ограниченными магнитными данными. [11] [12]

HMI производит данные для определения внутренних источников и механизмов солнечной изменчивости и того, как физические процессы внутри Солнца связаны с поверхностным магнитным полем и активностью. Он также производит данные, позволяющие оценить корональное магнитное поле для изучения изменчивости в расширенной солнечной атмосфере. Наблюдения HMI позволят установить взаимосвязи между внутренней динамикой и магнитной активностью для понимания солнечной изменчивости и ее эффектов. [13]

Эксперимент по изучению экстремальной ультрафиолетовой изменчивости (EVE)

Эксперимент по экстремальной ультрафиолетовой изменчивости (EVE) измеряет экстремальную ультрафиолетовую освещенность Солнца с улучшенным спектральным разрешением , «временной каденцией», точностью и достоверностью по сравнению с предыдущими измерениями, выполненными TIMED SEE, SOHO и SORCE XPS . Некоторые ключевые требования для EVE заключаются в измерении спектра солнечного EUV-излучения со спектральным разрешением 0,1 нм и каденцией 20 секунд. Это побуждает конструкцию EVE включать решетчатые спектрографы с детекторами массива, чтобы все длины волн EUV можно было измерять одновременно. Прибор включает основанные на физике модели для дальнейшего научного понимания взаимосвязи между солнечными EUV- изменениями и изменениями магнитного отклонения на Солнце. [14]

Выход солнечных фотонов экстремального ультрафиолетового диапазона — это в первую очередь то, что нагревает верхние слои атмосферы Земли и создает ионосферу . Выход солнечного EUV- излучения претерпевает постоянные изменения, как от момента к моменту, так и в течение 11-летнего солнечного цикла Солнца , и эти изменения важно понимать, поскольку они оказывают значительное влияние на нагрев атмосферы , сопротивление спутников и деградацию систем связи , включая нарушение работы Глобальной системы позиционирования . [15]

Пакет инструментов EVE был создан Лабораторией физики атмосферы и космоса (LASP) Университета Колорадо в Боулдере под руководством доктора Тома Вудса в качестве главного исследователя [ 7 ] и был доставлен в Центр космических полетов имени Годдарда НАСА 7 сентября 2007 года. [16] Прибор обеспечивает улучшение спектрального разрешения измерений до 70% в длинах волн ниже 30 нм и улучшение «временного ритма» на 30% за счет проведения измерений каждые 10 секунд в течение 100% рабочего цикла [15] .

Сборка атмосферных изображений (AIA)

Atmospheric Imaging Assembly (AIA), возглавляемая лабораторией солнечной и астрофизической науки Lockheed Martin (LMSAL), обеспечивает непрерывные наблюдения за полным диском солнечной хромосферы и короны в семи каналах экстремального ультрафиолета (EUV), охватывающих диапазон температур от приблизительно 20 000 Кельвинов до более 20 миллионов Кельвинов. 12-секундный каденс потока изображений с изображениями 4096 на 4096 пикселей при 0,6 угловых секунд/пиксель обеспечивает беспрецедентные виды различных явлений, которые происходят в развивающейся внешней солнечной атмосфере.

Научное исследование AIA возглавляет LMSAL, которая также управляет инструментом и — совместно со Стэнфордским университетом — управляет Центром совместных научных операций, из которого все данные предоставляются мировому научному сообществу, а также широкой общественности. LMSAL спроектировала весь инструментарий и руководила его разработкой и интеграцией. Четыре телескопа, обеспечивающие отдельные световые потоки для инструмента, были спроектированы и построены в Смитсоновской астрофизической обсерватории (SAO). [17] С начала своей операционной фазы 1 мая 2010 года AIA успешно функционирует с беспрецедентным качеством изображений EUV.

Фотографии Солнца в этих различных областях спектра можно увидеть на сайте NASA SDO Data. [19] Изображения и видеозаписи Солнца, полученные в любой день миссии, включая последние полчаса, можно найти на сайте The Sun Today.

Коммуникации

SDO передает научные данные ( K-диапазон ) с двух бортовых антенн с высоким коэффициентом усиления , а телеметрию ( S-диапазон ) — с двух бортовых всенаправленных антенн . Наземная станция состоит из двух выделенных (резервных) 18-метровых радиоантенн на ракетном полигоне Уайт-Сэндс , штат Нью-Мексико , построенных специально для SDO. Контролеры миссии управляют космическим аппаратом удаленно из Центра управления миссией в Центре космических полетов имени Годдарда в НАСА . Объединенная скорость передачи данных составляет около 130 Мбит/с (150 Мбит/с с накладными расходами или 300 Мсимволов/с со сверточным кодированием со скоростью 1/2 ), и аппарат генерирует около 1,5 терабайт данных в день (что эквивалентно загрузке около 500 000 песен). [7]

Запуск

Программа NASA Launch Services Program в Космическом центре Кеннеди управляла интеграцией полезной нагрузки и запуском. [22] SDO был запущен с космодрома Кейп-Канаверал 41 (SLC-41) с использованием ракеты Atlas V -401 с ускорителем Common Core Booster с двигателем RD-180 , который был разработан для соответствия требованиям программы Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV). [23]

Феномен ложного солнца: через несколько мгновений после запуска ракета Atlas V компании SDO проникла в перистое облако , что создало видимые ударные волны в небе и разрушило расположение ледяных кристаллов, которые формировали ложное солнце, видимое наблюдателям. [24]

После запуска космический аппарат был выведен с ракеты Atlas V на орбиту вокруг Земли с первоначальным перигеем около 2500 км (1600 миль). [25]

Переход на конечную орбиту

Анимация траектории солнечной динамической обсерватории с 11 февраля 2010 г. по 11 апреля 2010 г.
  Обсерватория солнечной динамики  ·   Земля

Затем SDO в течение нескольких недель провел ряд маневров по повышению орбиты, которые корректировали его орбиту до тех пор, пока космический аппарат не достиг запланированной круговой геосинхронной орбиты на высоте 35 789 км (22 238 миль), на 102° западной долготы , с наклонением 28,5°. [25] Эта орбита была выбрана для обеспечения круглосуточной связи с/с фиксированной наземной станцией и для минимизации солнечных затмений примерно до часа в день всего на несколько недель в году.

Талисман миссии — Камилла

Камилла Корона — резиновая курица и талисман миссии SDO. Она входит в состав группы по образованию и связям с общественностью и помогает с различными функциями, помогая информировать общественность, в основном детей, о миссии SDO, фактах о Солнце и космической погоде . [26] Камилла также помогает в перекрестном информировании общественности о других миссиях NASA и проектах, связанных с космосом. Камилла Корона SDO использует социальные сети для взаимодействия с фанатами.

Галерея изображений

Марки

Выпущенные USPS вечные марки с изображением Солнца

В 2021 году Почтовая служба США выпустила серию вечных марок с использованием изображений Солнца, полученных Обсерваторией солнечной динамики. [27]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "SDO Our Eye on the Sun" (PDF) . NASA . Получено 13 февраля 2010 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  2. ↑ Дин Песнелл; Кевин Эддисон (5 февраля 2010 г.). «Обсерватория солнечной динамики: характеристики SDO». NASA. Архивировано из оригинала 30 января 2010 г. Получено 13 февраля 2010 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  3. ^ "SDO 2010-005A". N2YO. 24 января 2015 г. Получено 25 января 2015 г.
  4. ^ Боуркланд, Кристин Л.; Лю, Куо-Чиа (25 июля 2011 г.). Проверка алгоритма наведения антенны с высоким коэффициентом усиления обсерватории солнечной динамики с использованием данных полета (отчет). Американский институт аэронавтики и астронавтики. hdl :2060/20110015278.
  5. ^ Джастин Рэй. "Mission Status Center: Atlas V SDO". Spaceflight Now . Получено 13 февраля 2010 г.
  6. ↑ Дин Песнелл; Кевин Эддисон (5 февраля 2010 г.). «Обсерватория солнечной динамики: о миссии SDO». NASA. Архивировано из оригинала 30 июня 2007 г. Получено 13 февраля 2010 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  7. ^ abc "Solar Dynamics Observatory — Our Eye on the Sky" (PDF) . NASA. 1 февраля 2010 г. Получено 13 февраля 2010 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  8. ^ "Домашняя страница Solar and Heliospheric Observatory". NASA/ESA. 9 февраля 2010 г. Получено 13 февраля 2010 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  9. ^ "Solar Dynamics Observatory — Exploring the Sun in High Definition" (PDF) . NASA . Получено 13 февраля 2010 г. . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  10. ^ Джонсон-Грох, Мара (11 февраля 2020 г.). «Десять вещей, которые мы узнали о Солнце от SDO НАСА за это десятилетие». НАСА . Получено 13 марта 2020 г. . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  11. ↑ Дин Песнелл; Кевин Эддисон (5 февраля 2010 г.). «Обсерватория солнечной динамики: инструменты SDO». NASA . Получено 13 февраля 2010 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  12. ^ "Helioseismic and Magnetic Imager for SDO". Helioseismic and Magnetic Imager for SDO . 4 марта 2011 г. Получено 12 ноября 2023 г.
  13. ^ Исследовательская группа по физике Солнца. "Исследование гелиосейсмических и магнитных изображений". Стэнфордский университет . Получено 13 февраля 2010 г.
  14. ^ "SDO – EVE-Extreme ultraviolet Variability Experiment". Лаборатория физики атмосферы и космоса (LASP). 27 мая 2010 г. Архивировано из оригинала 16 июля 2011 г. Получено 12 марта 2020 г.
  15. ^ ab Woods, Tom (12 сентября 2007 г.). "Эксперимент по экстремальной ультрафиолетовой изменчивости (EVE) на обсерватории солнечной динамики (SDO) | Аналогия того, как измерения SDO EVE солнечного экстремального ультрафиолетового излучения будут значительно улучшены" (PDF) . Лаборатория физики атмосферы и космоса (LASP). Архивировано из оригинала (PDF) 16 июля 2011 г. . Получено 22 сентября 2011 г. .
  16. ↑ Рани Гран (7 сентября 2009 г.). «Первый прибор солнечной динамической обсерватории (SDO) прибыл в Центр космических полетов имени Годдарда». NASA . Получено 17 февраля 2010 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  17. ^ "AIA – Atmospheric Imaging Assembly". Lockheed Martin. 3 февраля 2010 г. Получено 14 февраля 2010 г.
  18. ^ "Atmospheric Imaging Assembly – Descriptions and Manuals of Instruments, Data, and Software Packages". Lockheed Martin . Получено 27 июня 2012 г. .
  19. ^ "Solar Dynamics Observatory". Goddard Space Flight Center . NASA . Получено 13 марта 2020 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  20. ^ Данн, Марсия. «Сильный ветер задерживает запуск солнечной обсерватории НАСА». Associated Press. Архивировано из оригинала 19 февраля 2010 года . Получено 10 февраля 2010 года .
  21. ^ ab "AFD-070716-027" (PDF) . ВВС США, 45-я метеорологическая эскадрилья. Архивировано из оригинала (PDF) 13 июня 2011 г. . Получено 7 февраля 2010 г. .
  22. ^ "A New Eye on the Sun" (пресс-релиз). NASA. Архивировано из оригинала 19 июня 2010 года . Получено 13 февраля 2010 года . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  23. ^ "Программа пусковых услуг SDO" (PDF) . Получено 13 февраля 2010 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  24. ↑ Филлипс, Тони (11 февраля 2011 г.). «SDO Sundog Mystery». NASA . Получено 13 марта 2020 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  25. ^ ab Wilson, Jim (11 февраля 2010 г.). "Solar Dynamics Observatory" . Получено 13 февраля 2010 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  26. ^ "Solar Dynamics Observatory". sdo.gsfc.nasa.gov . Архивировано из оригинала 19 октября 2011 г. Получено 3 мая 2018 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  27. ^ «Почтовая служба США выпустит марки NASA Sun Science Forever». NASA. 15 января 2021 г. Получено 19 января 2021 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Обсерватория солнечной динамики .

Инструменты