stringtranslate.com

СТЕРЕО

STEREO ( Solar terrestrial RElations Observatory ) — миссия по наблюдению за Солнцем . [2] Два почти идентичных космических корабля были запущены в 2006 году на орбиты вокруг Солнца, что заставило их соответственно опережать Землю и постепенно отставать от нее. Это позволило получить стереоскопические изображения Солнца и солнечных явлений, таких как корональные выбросы массы .

Контакт со STEREO-B был потерян в 2014 году после того, как он вошел в неконтролируемое вращение, не позволив его солнечным панелям вырабатывать достаточно энергии, но STEREO-A все еще работает.

Профиль миссии

В этом вступительном видеоролике показано расположение STEREO и одновременное изображение всего Солнца.
Анимация траектории движения СТЕРЕО.
  СТЕРЕО-А

  СТЕРЕО-Б  Земля

  Солнце

Два космических корабля STEREO были запущены в 00:52 UTC 26 октября 2006 года со стартовой площадки 17B на базе ВВС на мысе Канаверал во Флориде на ракете-носителе Delta II 7925-10L на высокоэллиптические геоцентрические орбиты . Апогей достиг орбиты Луны . 15 декабря 2006 года на пятом витке пара пролетела мимо Луны для гравитационной помощи . Поскольку два космических корабля находились на несколько разных орбитах, космический корабль «впереди» (A) был выброшен на гелиоцентрическую орбиту внутри орбиты Земли, в то время как космический корабль «позади» (B) временно оставался на высокой околоземной орбите. Космический корабль B снова встретился с Луной на том же орбитальном обороте 21 января 2007 года, будучи выброшенным с околоземной орбиты в направлении, противоположном космическому кораблю A. Космический корабль B вышел на гелиоцентрическую орбиту за пределами орбиты Земли. Космическому кораблю А потребовалось 347 дней, чтобы совершить один оборот Солнца, а космическому кораблю Б — 387 дней. Угол А космического корабля/Солнца/Земли будет увеличиваться на 21,650° в год. Угол космического корабля B/Солнца/Земли будет меняться на -21,999° в год. Учитывая, что длина орбиты Земли составляет около 940 миллионов километров, средняя скорость обоих кораблей во вращающейся геоцентрической системе отсчета, в которой Солнце всегда находится в одном направлении, составляет около 1,8 км/с, но скорость значительно варьируется. в зависимости от того, насколько близко они расположены к соответствующему афелию или перигелию (а также от положения Земли). Здесь показано их текущее местоположение.

Со временем космические аппараты STEREO продолжали отделяться друг от друга с общей скоростью примерно 44° в год. Окончательных позиций для космического корабля не было . 24 января 2009 года они достигли разделения на 90°, состояния, известного как квадратура . Это представляло интерес, поскольку выбросы массы, видимые сбоку на лимбе одного космического корабля, потенциально могут наблюдаться в ходе экспериментов с частицами на месте другого космического корабля. Проходя через точки Лагранжа Земли L4 и L5 , в конце 2009 года они искали лагранжевы (троянские) астероиды . 6 февраля 2011 года два космических корабля находились на расстоянии ровно 180° друг от друга, что позволило впервые увидеть все Солнце одновременно. [3]

Даже при увеличении угла добавление изображений с Земли, например, из Обсерватории солнечной динамики , по-прежнему обеспечивало наблюдения полного Солнца в течение нескольких лет. В 2015 году контакт был потерян на несколько месяцев, когда космический аппарат STEREO прошел за Солнцем. Затем они снова начали приближаться к Земле, максимальное сближение произошло в августе 2023 года. Их не вернут на околоземную орбиту. [4]

Потеря контакта со СТЕРЕО-Б

1 октября 2014 года связь со СТЕРЕО-Б была потеряна во время запланированного сброса для проверки автоматики корабля в ожидании вышеупомянутого периода «соединения» солнечной энергии. Первоначально команда думала, что космический корабль начал вращаться, уменьшая количество энергии, вырабатываемой солнечными панелями. Более поздний анализ полученной телеметрии пришел к выводу, что космический корабль находился в неконтролируемом вращении со скоростью около 3 ° в секунду; это было слишком быстро, чтобы его можно было немедленно исправить с помощью реактивных колес , которые могли бы стать перенасыщенными. [5] [4]

НАСА использовало свою сеть дальнего космоса сначала еженедельно, а затем ежемесячно, чтобы попытаться восстановить связь. [4]

После 22-месячного молчания контакт был восстановлен в 22:27 UTC 21 августа 2016 года, когда Deep Space Network установила блокировку STEREO-B на 2,4 часа. [6] [5] [7]

Инженеры планировали работать и разработать программное обеспечение для ремонта космического корабля, но как только его компьютер будет включен, на загрузку исправления уйдет всего около 2 минут, прежде чем STEREO-B снова перейдет в режим отказа. [8] Кроме того, хотя космический корабль имел положительную мощность во время контакта, его ориентация будет меняться, и уровень мощности упадет. Была достигнута двусторонняя связь, и команды о начале восстановления космического корабля были отправлены до конца августа и сентября. [5]

Шесть попыток связи в период с 27 сентября по 9 октября 2016 года закончились неудачей, а несущая волна не была обнаружена после 23 сентября. Инженеры определили, что во время попытки вывести космический корабль из строя замерзший топливный клапан двигателя, вероятно, привел к увеличению вращения, а не к увеличению скорости вращения. снижается. [5] Поскольку STEREO-B двигался по своей орбите, существовала надежда, что его солнечные панели снова смогут генерировать достаточно энергии для зарядки аккумулятора.

Через четыре года после первоначальной потери контакта НАСА прекратило периодические операции по восстановлению с 17 октября 2018 года. [9]

Преимущества миссии

Космический корабль STEREO в обтекателе Delta II

Основным преимуществом миссии стали стереоскопические изображения Солнца. Поскольку спутники находятся в разных точках земной орбиты, но удалены от Земли, они могут фотографировать части Солнца, невидимые с Земли. Это позволяет ученым НАСА напрямую контролировать обратную сторону Солнца, вместо того, чтобы делать выводы об активности на обратной стороне на основе данных, которые можно получить из обзора Солнца с Земли. Спутники STEREO в основном отслеживают на дальней стороне выбросы корональной массы  — массивные всплески солнечного ветра , солнечной плазмы и магнитных полей, которые иногда выбрасываются в космос. [10]

Поскольку излучение корональных выбросов массы, или КВМ, может нарушить земную связь, авиалинии, электросети и спутники, более точное прогнозирование КВМ может обеспечить большее предупреждение операторам этих услуг. [10] До появления STEREO обнаружение солнечных пятен , связанных с КВМ на обратной стороне Солнца, было возможно только с помощью гелиосейсмологии , которая предоставляет только карты активности на обратной стороне Солнца с низким разрешением. Поскольку Солнце вращается каждые 25 дней, детали на дальней стороне были невидимы для Земли в течение нескольких дней до появления СТЕРЕО. Период, когда обратная сторона Солнца ранее была невидима, был основной причиной миссии STEREO. [11]

Ученый программы STEREO Мадулика Гухатхакурта ожидал «больших достижений» в теоретической физике Солнца и прогнозировании космической погоды с появлением постоянного обзора Солнца на 360 °. [12] Наблюдения STEREO включаются в прогнозы солнечной активности для авиакомпаний, энергетических компаний, спутниковых операторов и других. [13]

STEREO также использовалась для открытия 122 затменно-двойных звезд и изучения еще сотен переменных звезд . [14] СТЕРЕО может смотреть на одну и ту же звезду до 20 дней. [14]

23 июля 2012 года СТЕРЕО-А находилась на пути КВМ солнечной бури 2012 года . По оценкам, этот КВМ, если бы он столкнулся с магнитосферой Земли, вызвал бы геомагнитную бурю, аналогичную по силе событию Кэррингтона , самой интенсивной геомагнитной буре в зарегистрированной истории. [15] Приборы STEREO-A смогли собрать и передать значительный объем данных о событии без каких-либо повреждений.

Научное оборудование

Расположение инструментов на STEREO

На каждом космическом корабле есть камеры, устройства для экспериментов с частицами и радиодетекторы в четырех комплектах приборов:

Подсистемы космического корабля

Каждый космический корабль STEREO имел сухую массу 547 кг (1206 фунтов) и стартовую массу 619 кг (1364 фунта). В походном положении каждый имел длину, ширину и высоту 2,0 × 1,2 × 1,1 м (6,67 × 4,00 × 3,75 фута). После развертывания солнечной батареи ее ширина увеличилась до 6,5 м (21,24 фута). [19] [20] Со всеми развернутыми приборными стрелами и антеннами его размеры составляют 7,5 × 8,7 × 5,9 м (24,5 × 28,6 × 19,2 футов). [21] Солнечные панели могут производить в среднем 596 Вт энергии, а космический корабль потребляет в среднем 475 Вт. [19] [20]

Космические аппараты STEREO имеют трехосную стабилизацию, и каждый из них оснащен основным и резервным миниатюрным инерциальным измерительным блоком (MIMU), предоставленным Honeywell . [22] Они измеряют изменения положения космического корабля, и каждый MIMU содержит три кольцевых лазерных гироскопа для обнаружения угловых изменений. Дополнительную информацию о положении предоставляют звездный трекер и телескоп-гид SECCHI. [23]

Бортовые компьютерные системы STEREO основаны на интегрированном электронном модуле (IEM) — устройстве, объединяющем основные компоненты авионики в одном корпусе. Каждый однониточный космический корабль оснащен двумя процессорами: один для команд и обработки данных, а другой для наведения и управления. Оба являются радиационно-стойкими 25- мегагерцовыми процессорами IBM RAD6000 , основанными на процессорах POWER1 (предшественник чипа PowerPC, который использовался в старых Macintosh ). Компьютеры, медленные по нынешним стандартам персональных компьютеров , типичны для требований к радиации, необходимых для миссии STEREO.

STEREO также оснащена FPGA Actel , в которых используется тройное модульное резервирование для радиационной защиты. FPGA содержат программные микропроцессоры P24 MISC и CPU24 . [24]

Для хранения данных каждый космический корабль оснащен твердотельным записывающим устройством, способным хранить до 1  гигабайта каждый. Его главный процессор собирает и сохраняет на записывающем устройстве изображения и другие данные от инструментов STEREO, которые затем можно отправить обратно на Землю. Космический корабль имеет пропускную способность нисходящей линии связи в X- диапазоне от 427 до 750  кбит/с . [19] [20]

Галерея

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "СТЕРЕО". НАСА . Проверено 2 декабря 2022 г.
  2. ^ «Расписание запусков НАСА» . НАСА. 20 сентября 2006 года . Проверено 20 сентября 2006 г.
  3. ^ Зелл, Холли, изд. (6 февраля 2011 г.). «Первые в истории СТЕРЕОизображения всего Солнца». НАСА.
  4. ↑ abc Сара, Фрейзер (11 декабря 2015 г.). «Спасение STEREO-B: Дорога к восстановлению длиной 189 миллионов миль». НАСА.
  5. ^ abcd «Что нового». Научный центр СТЕРЕО . НАСА. 11 октября 2016 г. Архивировано из оригинала 23 октября 2016 г.
  6. ↑ Фокс, Карен С. (22 августа 2016 г.). «НАСА восстанавливает контакт с миссией СТЕРЕО». НАСА . Проверено 22 августа 2016 г.
  7. ^ Гельдзалер, Барри; и другие. (2017). Фазированная решетка из широко разнесенных антенн для космической связи и планетарного радара (PDF) . Конференция по передовым технологиям оптического и космического наблюдения Мауи. 19–22 сентября 2017 г. Вайлеа, Мауи, Гавайи. стр. 13–14. Бибкод : 2017amos.confE..82G.
  8. ↑ Мошер, Дэйв (23 августа 2016 г.). «У НАСА может быть меньше двух минут, чтобы спасти давно потерянный космический корабль». Бизнес-инсайдер . Проверено 24 августа 2016 г.
  9. ^ Кучера, Тереза ​​​​А., изд. (23 октября 2018 г.). «Обновление статуса СТЕРЕО-Б». НАСА/Научный центр СТЕРЕО . Проверено 26 февраля 2019 г.
  10. ^ ab «Солнце обнажает все для двойных космических зондов» . Новости ЦБК . 7 февраля 2011 года . Проверено 8 февраля 2011 г.
  11. ↑ Лемоник, Майкл (6 февраля 2011 г.). «НАСА сфотографировало все Солнце, дальнюю сторону и все такое». Время . Архивировано из оригинала 9 февраля 2011 года . Проверено 8 февраля 2011 г.
  12. ↑ Винтер, Майкл (7 февраля 2011 г.). «Солнце светится на первых 360-градусных изображениях, полученных с помощью двойных зондов». США сегодня . Проверено 8 февраля 2011 г.
  13. ^ «Стереоспутники движутся по обе стороны от Солнца» . Новости BBC . 6 февраля 2011 года . Проверено 8 февраля 2011 г.
  14. ^ ab «СТЕРЕО пристально смотрит на переменные звезды». Астрономия . Королевское астрономическое общество. 19 апреля 2011 года . Проверено 19 апреля 2011 г.
  15. ^ «Близкая мисс: Солнечная супербуря в июле 2012 года». НАСА. 23 июля 2014 года . Проверено 24 июля 2014 г.
  16. ^ abcd "СТЕРЕО Космический корабль и инструменты". НАСА. 8 марта 2006 года . Проверено 30 мая 2006 г.
  17. ^ Ховард, РА; Моисей, доктор юридических наук; Сокер, Д.Г.; Дере, КП; Кук, JW (июнь 2002 г.). «Исследование корональных и гелиосферных связей Солнца и Земли (SECCHI)». Достижения в космических исследованиях . 29 (12): 2017–2026. Бибкод : 2002AdSpR..29.2017H. дои : 10.1016/S0273-1177(02)00147-3. hdl : 2268/21196 .
  18. ^ Луман, Дж. Г.; Кертис, Д.В.; Лин, Р.П.; Ларсон, Д.; Шредер, П.; и другие. (2005). «ВЛИЯНИЕ: Научные цели и новинки в области СТЕРЕО». Достижения в космических исследованиях . 36 (8): 1534–1543. Бибкод : 2005AdSpR..36.1534L. дои : 10.1016/j.asr.2005.03.033.
  19. ^ abc Гурман, Джозеф Б., изд. (2007). «Космический корабль СТЕРЕО». НАСА/Центр космических полетов Годдарда . Проверено 22 августа 2016 г.
  20. ^ abc «СТЕРЕО - Обсерватория солнечно-земных связей» (PDF) . НАСА. 2005. НП-2005-8-712-GSFC . Проверено 22 августа 2016 г.
  21. ^ Бейссер, Керри (ред.). «СТЕРЕО – Характеристики». Лаборатория прикладной физики . Проверено 22 августа 2016 г.
  22. ^ «Honeywell предоставит миниатюрные инерциальные измерительные блоки для космических кораблей СТЕРЕО» . Ханивелл Интернэшнл. Архивировано из оригинала 25 ноября 2005 года . Проверено 25 октября 2006 г.
  23. ^ Дрисман, Эндрю; Хайнс, Шейн; Канкро, Джордж (апрель 2008 г.). «СТЕРЕООбсерватория». Обзоры космической науки . 136 (1): 17–44. Бибкод :2008ССРв..136...17Д. doi : 10.1007/s11214-007-9286-z. S2CID  123239123.
  24. ^ Мевальдт, РА; Коэн, CMS; Кук, WR; Каммингс, AC; Дэвис, Эй Джей; и другие. (апрель 2008 г.). «Низкоэнергетический телескоп (LET) и центральная электроника SEP для миссии STEREO» (PDF) . Обзоры космической науки . 136 (1): 285–362. Бибкод :2008ССРв..136..285М. CiteSeerX 10.1.1.459.4982 . doi : 10.1007/s11214-007-9288-x. S2CID  21286304. 

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные со СТЕРЕО .