stringtranslate.com

Солнечный Орбитер

Solar Orbiter ( SolO ) [7] — это зонд для наблюдения за Солнцем , разработанный Европейским космическим агентством (ESA) при поддержке Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA). Solar Orbiter, разработанный для получения подробных измерений внутренней гелиосферы и зарождающегося солнечного ветра , также будет выполнять близкие наблюдения за полярными областями Солнца, что трудно сделать с Земли. Эти наблюдения важны для изучения того, как Солнце создает и контролирует свою гелиосферу.

SolO наблюдает за Солнцем с эксцентричной орбиты, двигаясь на расстоянии ≈60 солнечных радиусов (R S ) или 0,284 астрономических единиц (а.е.), помещая его внутрь перигелия Меркурия 0,3075 а.е. [8] Во время миссии наклон орбиты будет увеличен примерно до 24°. Общая стоимость миссии составляет 1,5 млрд долларов США, включая вклады ЕКА и НАСА. [9]

SolO был запущен 10 февраля 2020 года с мыса Канаверал, Флорида (США). Номинальная миссия запланирована до конца 2026 года с потенциальным продлением до 2030 года.

Сравнение размеров Солнца , видимых с Земли (слева, 1 а.е.) и с космического корабля Solar Orbiter (0,284 а.е., справа)
Тепловая модель конструкции Solar Orbiter незадолго до отлета с объекта Airbus Defence and Space в Стивенедже, Великобритания.

Космический корабль

Космический аппарат Solar Orbiter представляет собой ориентированную на Солнце, стабилизированную по трем осям платформу со специальным тепловым экраном для защиты от высоких уровней солнечного потока вблизи перигелия. Космический аппарат обеспечивает стабильную платформу для размещения комбинации дистанционного зондирования и натурных приборов в электромагнитно чистой среде. 21 датчик был настроен на космическом аппарате так, чтобы каждый мог проводить свои эксперименты натурного или дистанционного зондирования как с доступом к солнечной среде, так и с защитой от нее. Solar Orbiter унаследовал технологии от предыдущих миссий, такие как солнечные батареи от BepiColombo Mercury Planetary Orbiter (MPO). Солнечные батареи можно вращать вокруг их продольной оси, чтобы избежать перегрева при приближении к Солнцу. Аккумуляторная батарея обеспечивает дополнительную мощность в других точках миссии, таких как периоды затмений, возникающие во время пролетов планет.

Подсистема телеметрии, слежения и управления обеспечивает возможность связи с Землей в X-диапазоне. Подсистема поддерживает телеметрию, телеуправление и определение дальности. Антенны с низким коэффициентом усиления используются для фазы запуска и ранней орбиты (LEOP) и теперь выполняют функцию резерва на этапе миссии, когда используются управляемые антенны со средним и высоким коэффициентом усиления. Высокотемпературная антенна с высоким коэффициентом усиления должна быть направлена ​​в широкий диапазон положений для достижения связи с наземной станцией и возможности передачи достаточных объемов данных. Ее конструкция была адаптирована из миссии BepiColombo. Антенну можно сложить, чтобы получить защиту от теплового экрана Solar Orbiter, если это необходимо. Поэтому большинство данных изначально будут храниться во встроенной памяти и отправляться обратно на Землю при первой возможности.

Наземная станция в Маларгуэ (Аргентина) с антенной диаметром 35 метров (115 футов) используется в течение 4–8 часов в день (эффективно). Наземная станция ЕКА в Маларгуэ будет использоваться для всех операций в течение всей миссии, а наземные станции в Нью-Норсии (Австралия) и Себреросе (Испания) будут выполнять функции резерва при необходимости. [1]

Операции миссии

Анимация траектории Solar Orbiter
   Солнечный орбитальный аппарат  ·   Меркурий  ·   Венера  ·   Земля  ·   Солнце

Во время номинальных научных операций научные данные передаются вниз в течение восьми часов в течение каждого периода связи с наземной станцией. Дополнительные восьмичасовые проходы вниз планируются по мере необходимости для достижения требуемого общего объема научных данных миссии. Наземный сегмент Solar Orbiter максимально повторно использует инфраструктуру ЕКА для миссий в дальнем космосе:

Центр научных операций отвечал за планирование миссии и генерацию запросов на операции с полезной нагрузкой в ​​MOC, а также архивацию научных данных. SOC функционировал в течение активной научной фазы миссии, то есть с начала фазы круиза и далее. Передача операций с полезной нагрузкой от MOC к SOC выполняется в конце фазы ввода в эксплуатацию околоземного спутника (NECP). Станция Malargüe ESA в Аргентине будет использоваться для всех операций в течение всей миссии, а наземные станции New Norcia Station , Австралия, и Cebreros Station , Испания, будут действовать в качестве резервных при необходимости. [10]

В течение начальной фазы круиза, которая длилась до ноября 2021 года, Solar Orbiter выполнил два гравитационных маневра вокруг Венеры и один вокруг Земли, чтобы изменить траекторию космического корабля, направив его к самым внутренним областям Солнечной системы. В то же время Solar Orbiter получил данные на месте для характеристики и калибровки своих инструментов дистанционного зондирования. Первый близкий солнечный проход состоялся 26 марта 2022 года на расстоянии около трети расстояния Земли от Солнца. [11] [12]

Орбита космического корабля была выбрана так, чтобы быть «в резонансе» с Венерой, что означает, что он будет возвращаться в окрестности планеты каждые несколько оборотов и сможет снова использовать гравитацию планеты, чтобы изменить или наклонить свою орбиту. Первоначально Solar Orbiter будет ограничен той же плоскостью, что и планеты, но каждое столкновение с Венерой будет увеличивать его орбитальный наклон. Например, после встречи с Венерой в 2025 году он совершит свой первый солнечный проход с наклоном 17°, увеличившись до 33° во время предлагаемой фазы расширения миссии, в результате чего еще больше полярных регионов окажется в зоне прямой видимости. [11]

Научные цели

Космический аппарат приближается к Солнцу каждые шесть месяцев. [3] Самый близкий подход будет установлен так, чтобы можно было повторно изучать одну и ту же область солнечной атмосферы. Solar Orbiter сможет наблюдать за магнитной активностью, нарастающей в атмосфере, которая может привести к мощным солнечным вспышкам или извержениям.

У исследователей также есть возможность координировать наблюдения с миссией NASA Parker Solar Probe (2018–2025), которая выполняет измерения протяженной солнечной короны , а также с другими наземными объектами, такими как солнечный телескоп Дэниела К. Иноуэ .

Цель миссии — провести детальные исследования Солнца и его внутренней гелиосферы с высоким разрешением . Новое понимание поможет ответить на следующие вопросы:

Результаты науки

С момента запуска миссии был опубликован ряд статей в трех специальных выпусках журнала Astronomy and Astrophysics Journal:

Тем временем на сайте научного сообщества Solar Orbiter регулярно публикуются «научные крупицы».

Инструменты

Научная полезная нагрузка состоит из 10 инструментов: [13]

Гелиосферные приборы in situ (4)
Летная модель системы электростатического анализатора (EAS), которая является частью комплекса анализаторов солнечного ветра (SWA)
Приборы дистанционного зондирования Солнца (6)
СТИКС

Участвующие учреждения

Космический аппарат Solar Orbiter подготовлен к инкапсуляции в головной обтекатель ракеты Atlas V компании United Launch Alliance.

Следующие учреждения управляют каждым инструментом: [19]

Запуск и полет

Задержки запуска

Запуск Solar Orbiter с мыса Канаверал в 23:03 по восточноевропейскому времени 9 февраля 2020 года (дата по США)

В апреле 2015 года запуск был перенесен с июля 2017 года на октябрь 2018 года. [21] В августе 2017 года Solar Orbiter считался «находящимся на пути» к запуску в феврале 2019 года. [22] Запуск состоялся 10 февраля 2020 года [5] на Atlas V 411. [23]

Запуск

Atlas V 411 (AV-087) стартовал с SLC-41 на мысе Канаверал, Флорида, в 04:03 UTC. Космический корабль Solar Orbiter отделился от верхней ступени Centaur почти 53 минуты спустя, а Европейское космическое агентство получило первые сигналы от космического корабля несколько минут спустя. [9]

Траектория

После запуска Solar Orbiter потребуется около 3,5 лет, чтобы, используя повторяющиеся гравитационные маневры с Земли и Венеры, достичь своей рабочей орбиты, эллиптической орбиты с перигелием 0,28 а.е. и афелием 0,91 а.е. Первый пролет был у Венеры в декабре 2020 года. В течение ожидаемой продолжительности миссии в 7 лет он будет использовать дополнительные гравитационные маневры с Венеры, чтобы увеличить свой наклон с 0° до 24°, что позволит ему лучше видеть полюса Солнца. Если будет одобрена расширенная миссия, наклонение может увеличиться еще больше до 33°. [1] [24]

Во время своего полета к Венере Solar Orbiter прошел через ионный хвост кометы C/2019 Y4 (ATLAS) с 31 мая по 1 июня 2020 года. Он прошел через пылевой хвост кометы 6 июня 2020 года. [25] [26]

В июне 2020 года аппарат Solar Orbiter приблизился на расстояние 77 000 000 км (48 000 000 миль) к Солнцу и сделал самые близкие из когда-либо сделанных снимков Солнца. [27]

Хронология миссии

Скорость зонда и расстояние от Солнца

Источник: [32] [33]

События

Сотрудничество Solar Orbiter и Parker Solar Probe

Миссии SolO и Parker Solar Probe (PSP) НАСА сотрудничали с целью отслеживания солнечного ветра и переходных процессов от их источников на Солнце до внутреннего межпланетного пространства. [42]

В 2022 году SolO и PSP объединились, чтобы изучить, почему атмосфера Солнца «в 150 раз горячее» его поверхности. SolO наблюдал Солнце с расстояния 140 миллионов километров, а PSP одновременно наблюдал корону Солнца во время пролета на расстоянии почти 9 миллионов километров. [43] [44]

В марте 2024 года оба космических зонда будут находиться на максимальном расстоянии от Солнца, PSP — на расстоянии 7,3 млн км, а SolO — на расстоянии 45 млн км. SolO наблюдал за Солнцем, в то время как PSP брал образцы плазмы солнечного ветра, что позволило ученым сравнить данные с обоих зондов. [45]

Аутрич

Новости Solar Orbiter регулярно обновляются и публикуются на официальных публичных страницах ЕКА, а также в аккаунте Twitter/X.

Снимки, сделанные космическим аппаратом с помощью различных инструментов, можно найти на официальном аккаунте Flickr.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc "ESA Science & Technology – Spacecraft". sci.esa.int . Получено 30 марта 2022 г. .
  2. ^ "Solar Orbiter Mission". ESA eoPortal . Получено 17 марта 2015 г.
  3. ^ abcd "Информационный листок Solar Orbiter". esa.int . Получено 30 марта 2022 г. .
  4. ^ abcdefghijk "ESA Science & Technology – Instruments". sci.esa.int . Получено 30 марта 2022 г. .
  5. ^ ab "Расписание запусков – Spaceflight Now". spaceflightnow.com . Получено 30 марта 2022 г. .
  6. ^ ab "NASA – NSSDCA – Космический корабль – Подробности". nssdc.gsfc.nasa.gov .
  7. ^ Солнечный орбитальный аппарат (SolO). Лейбниц-Институт астрофизики Потсдама (AIP). Доступ: 18 декабря 2019 г.
  8. ^ "Институт Кипенхойера фуэр Зонненфизик: SolarOrbiter PHI-ISS" . Kis.uni-freiburg.de . Проверено 9 августа 2018 г.
  9. ^ ab "Atlas запускает миссию Solar Orbiter". SpaceNews . 10 февраля 2020 г. Получено 30 марта 2022 г.
  10. ^ "ESA Science & Technology – Mission Operations". sci.esa.int .
  11. ^ ab "GMS: Solar Orbiter's Orbit". svs.gsfc.nasa.gov . 27 января 2020 г. Получено 14 февраля 2020 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  12. ^ "Solar Orbiter пересекает линию Земля-Солнце, направляясь к Солнцу". esa.int . Получено 30 марта 2022 г. .
  13. ^ "Solar Orbiter". Европейское космическое агентство . Получено 2 августа 2018 г.
  14. ^ Оуэн, CJ; и др. (октябрь 2020 г.). "The Solar Orbiter Solar Wind Analyser (SWA) suite". Астрономия и астрофизика . 642 : A16. Bibcode : 2020A&A...642A..16O. doi : 10.1051/0004-6361/201937259 . S2CID  224966409.
  15. ^ "SPICE на официальном сайте Solar Orbiter". spice.ias.u-psud.fr . 12 ноября 2019 г. Получено 12 ноября 2019 г.
  16. ^ "SPICE - Спектральная визуализация корональной среды". Архивировано из оригинала 11 мая 2011 г. Получено 11 мая 2011 г.
  17. ^ "Metis: многоволновой коронограф для миссии Solar Orbiter" . Получено 29 января 2021 г. .
  18. ^ "Solar Orbiter Heliospheric Imager (SoloHI) – Space Science Division". Nrl.navy.mil . Архивировано из оригинала 9 августа 2018 г. . Получено 9 августа 2018 г. .
  19. ^ "Солнечный орбитальный аппарат: Миссия по зондированию и внутренней гелиосфере" . www.mps.mpg.de.​
  20. ^ Лейбниц-Институт астрофизики Потсдама. «Солнечный орбитальный аппарат (СолО)». Веб-сайт .
  21. ^ "ESA Science & Technology - Запуск Solar Orbiter перенесен на 2018 год". sci.esa.int .
  22. ^ "Europe's Solar Orbiter готовится к запуску в 2019 году". Air & Cosmos . 28 августа 2017 г. Получено 19 сентября 2017 г.
  23. ^ "Solar Orbiter: Summary". ESA . ​​20 сентября 2018 г. . Получено 19 декабря 2018 г. .
  24. ^ "ESA Science & Technology: Summary". Sci.esa.inty . 28 февраля 2018 г. Получено 20 марта 2018 г.
  25. ^ ab "Solar Orbiter to Pass through the tails of Comet ATLAS". 29 мая 2020 г. Получено 1 июня 2020 г.
  26. ^ ab Wood, Anthony (29 мая 2020 г.). "ESA'S Solar Orbiter готовится к неожиданной встрече с кометой ATLAS". New Atlas . Получено 1 июня 2020 г. .
  27. ^ «Первые изображения Solar Orbiter показывают «костры» на Солнце». ESA. 16 июля 2020 г. Получено 23 января 2021 г.
  28. ^ "Solar Orbiter готовится к праздничному пролету Венеры". www.esa.int . Получено 9 ноября 2024 г.
  29. ^ "ESA готовится к двойному пролету Венеры". www.esa.int . Получено 9 ноября 2024 г.
  30. ^ "Solar Orbiter возвращается на Землю перед началом своей основной научной миссии". www.esa.int . Получено 9 ноября 2024 г.
  31. ^ "Выброс корональной массы поражает Solar Orbiter перед пролетом Венеры". www.esa.int . Получено 9 ноября 2024 г.
  32. ^ "Solar Orbiter perihelia and flybys". www.esa.int . Получено 9 ноября 2024 г. .
  33. ^ Мариродрига, К. Гарсия; и др. (1 февраля 2021 г.). «Солнечный орбитальный аппарат: миссия и конструкция космического корабля». Астрономия и астрофизика . 646 : А121. дои : 10.1051/0004-6361/202038519. ISSN  0004-6361 . Проверено 9 ноября 2024 г.
  34. ^ "ESA заключает контракт с Astrium UK на строительство Solar Orbiter". Sci.esa.int . Апрель 2012 г.
  35. ^ "Щит Solar Orbiter поглощает солнечное тепло". Esa.int . Июнь 2014 г.
  36. ^ Амос, Джонатан (18 сентября 2018 г.). «Solar Orbiter: космический корабль покинет Великобританию и отправится к Солнцу». BBC News .
  37. ^ Томпсон, Эми (10 февраля 2020 г.). «Solar Orbiter запускает историческую миссию по изучению полюсов Солнца». space.com . Получено 10 февраля 2020 г. .
  38. ^ Хэтфилд, Майлз (15 июля 2020 г.). «Solar Orbiter Returns First Data, Snaps Closest Pictures of the Sun». NASA . Получено 15 января 2021 г. .
  39. ^ "Космический корабль Solar Orbiter ловит вторую комету за хвост". 27 января 2022 г. Получено 1 августа 2023 г.
  40. ^ "Zooming into the Sun with Solar Orbiter". www.esa.int . Получено 29 марта 2022 г. .
  41. ^ "Solar Orbiter решает загадку магнитного переключения". www.esa.int . Получено 24 декабря 2022 г. .
  42. ^ Биондо, Руджеро и др. (декабрь 2022 г.). «Связывание наблюдений дистанционного зондирования Solar Orbiter и измерений Parker Solar Probe in situ с численной МГД-реконструкцией спирали Паркера». Астрономия и астрофизика . 668 : A144. arXiv : 2211.12994 . doi :10.1051/0004-6361/202244535.  В данной статье использован текст из этого источника, доступный по лицензии CC BY 4.0.
  43. ^ Скибба, Рамин. «Пара солнечных зондов только что приблизилась к разгадке солнечной загадки». Wired . Архивировано из оригинала 20 сентября 2023 г. Получено 30 марта 2024 г.
  44. ^ Теллони, Даниэль и др. (1 сентября 2023 г.). «Скорость нагрева короны в медленном солнечном ветре». The Astrophysical Journal Letters . 955 (1): L4. arXiv : 2306.10819 . Bibcode : 2023ApJ...955L...4T. doi : 10.3847/2041-8213/ace112 .
  45. ^ "ESA и NASA объединяются для изучения солнечного ветра". www.esa.int . Получено 30 марта 2024 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Solar Orbiter .