stringtranslate.com

Солнечная и гелиосферная обсерватория

Солнечная и гелиосферная обсерватория ( SOHO ) — космический корабль Европейского космического агентства (ESA), построенный европейским промышленным консорциумом во главе с Matra Marconi Space (ныне Airbus Defense and Space ), который был запущен на ракете-носителе Lockheed Martin Atlas IIAS 2 декабря 1995 года. , изучать Солнце . Он также обнаружил более 5000 комет . [2] Он начал нормальную работу в мае 1996 года. Это совместный проект Европейского космического агентства (ЕКА) и НАСА . SOHO был частью Международной программы солнечно-земной физики (ISTP). Первоначально запланированная как двухлетняя миссия, SOHO продолжает работать после более чем 25 лет пребывания в космосе ; Миссия продлена до конца 2025 года при условии рассмотрения и подтверждения Комитетом научной программы ЕКА. [3]

Помимо своей научной миссии, он является основным источником данных о солнечной энергии практически в реальном времени для прогнозирования космической погоды . Наряду с Wind , Advanced Composition Explorer (ACE) и Deep Space Climate Observatory (DSCOVR), SOHO является одним из четырех космических аппаратов, находящихся вблизи точки L1 Земля - Солнце , точки гравитационного баланса, расположенной примерно в 0,99 астрономической единицы (а.е.). от Солнца и 0,01 а.е. от Земли. Помимо своего научного вклада, SOHO отличается тем, что является первым космическим кораблем с трехосной стабилизацией, который использует свои реактивные колеса в качестве своего рода виртуального гироскопа ; Этот метод был принят на вооружение после аварийной ситуации на борту в 1998 году, которая едва не привела к гибели космического корабля.

Научные цели

Три основные научные цели SOHO:

Орбита

Анимация траектории SOHO
   Земля  ·    СОХО

Космический корабль SOHO находится на гало-орбите вокруг точки L1 Солнце - Земля , точки между Землей и Солнцем, где баланс гравитации (большого) Солнца и (меньшей) гравитации Земли равен центростремительной силе, необходимой для объект должен иметь тот же период обращения вокруг Солнца, что и Земля, в результате чего объект будет оставаться в этом относительном положении.

Хотя космический корабль SOHO иногда описывается как находящийся на L1, он не совсем находится на L1, поскольку это затруднит связь из-за радиопомех, создаваемых Солнцем, а также потому, что это не будет стабильной орбитой. Скорее, он лежит в (постоянно движущейся) плоскости, которая проходит через L1 и перпендикулярна линии, соединяющей Солнце и Землю. Он остается в этой плоскости, описывая эллиптическую гало-орбиту с центром вокруг L1. Он вращается вокруг L1 раз в шесть месяцев, а сам L1 вращается вокруг Солнца каждые 12 месяцев, поскольку он связан с движением Земли. Это позволяет SOHO всегда иметь хорошую возможность связи с Землей.

Связь с Землей

При нормальной работе космический корабль передает непрерывный поток данных фотографий и других измерений со скоростью 200 кбит/с через сеть наземных станций НАСА для дальнего космоса . Данные SOHO о солнечной активности используются для прогнозирования времени прибытия корональных выбросов массы (CME) на Землю, поэтому электрические сети и спутники могут быть защищены от их разрушительного воздействия. КВМ, направленные к Земле, могут вызывать геомагнитные бури , которые, в свою очередь, создают геомагнитно-индуцированные токи , в самых крайних случаях вызывая отключения электроэнергии и т. д.

В 2003 году ЕКА сообщило о выходе из строя шагового двигателя оси Y антенны , необходимого для наведения антенны с высоким коэффициентом усиления и обеспечения высокоскоростной передачи данных по нисходящей линии связи. В то время считалось, что аномалия антенны может вызывать отключение данных на две-три недели каждые три месяца. [4] Однако инженерам ЕКА и НАСА удалось использовать антенны SOHO с низким коэффициентом усиления вместе с более крупными наземными станциями NASA Deep Space Network длиной 34 м (112 футов) и 70 м (230 футов), а также разумно использовать твердотельный регистратор SOHO (SSR). ), чтобы предотвратить полную потерю данных, при этом поток данных лишь немного сокращается каждые три месяца. [5]

Почти потеря SOHO

Последовательность событий, связанных с прерыванием миссии SOHO, началась 24 июня 1998 года, когда команда SOHO проводила серию калибровок и маневров гироскопа космического корабля. Операции продолжались до 23:16 UTC, когда SOHO потеряла захват Солнца и перешла в режим аварийного управления ориентацией , называемый аварийным повторным захватом Солнца (ESR). Команда SOHO попыталась восстановить обсерваторию, но 25 июня 1998 года в 02:35 UTC SOHO снова перешла в аварийный режим . Усилия по восстановлению продолжались, но SOHO в последний раз перешла в аварийный режим в 04:38 UTC. Вся связь с SOHO была потеряна в 04:43 UTC, и началось прерывание миссии. SOHO вращался, терял электроэнергию и больше не был направлен на Солнце. [6]

Эксперты Европейского космического агентства (ЕКА) были немедленно отправлены из Европы в Соединенные Штаты для руководства операциями. [7] Прошли дни без связи с SOHO. 23 июля 1998 года обсерватория Аресибо и радар Солнечной системы Голдстоуна объединились, чтобы обнаружить SOHO с помощью радара и определить его местоположение и положение . SOHO был близок к предсказанному положению, ориентирован своей стороной по сравнению с обычной передней панелью оптического поверхностного отражателя, обращенной к Солнцу, и вращался со скоростью один оборот каждые 53 секунды. Как только SOHO была обнаружена, были сформированы планы связаться с SOHO. 3 августа несущая была обнаружена со стороны SOHO, что стало первым сигналом с 25 июня 1998 года. После нескольких дней зарядки аккумулятора 8 августа была предпринята успешная попытка модулировать несущую и телеметрию нисходящей линии связи. После того, как 9 августа 1998 года была передана информация о температуре приборов, был проведен анализ данных и началось серьезное планирование восстановления SOHO. [8]

Команда восстановления начала с распределения ограниченной электроэнергии. После этого была определена аномальная ориентация SOHO в пространстве. Оттаивание замороженного гидразинового топливного бака с использованием терморегулирующих нагревателей SOHO началось 12 августа 1998 года. Следующим было оттаивание труб и двигателей , и 16 сентября 1998 года SOHO была переориентирована на Солнце. После почти недели работ по восстановлению шины космического корабля и маневр коррекции орбиты, автобус космического корабля SOHO вернулся в нормальный режим 25 сентября 1998 года в 19:52 UTC. Возврат инструментов начался 5 октября 1998 г. компанией SUMER и завершился 24 октября 1998 г. компанией CELIAS. [7]

После восстановления остался в рабочем состоянии только один гироскоп, и 21 декабря 1998 года он вышел из строя. Управление ориентацией осуществлялось с помощью ручного включения двигателя, на которое потреблялось 7 кг (15 фунтов) топлива еженедельно, в то время как ЕКА разработало новый безгирольный режим работы, который был успешно реализован 1 февраля 1999 года. [7]

Инструменты

Масштабная модель космического корабля Солнечной и гелиосферной обсерватории (SOHO) в Европейском космическом центре в Бельгии.

Модуль полезной нагрузки SOHO (PLM) состоит из двенадцати инструментов, каждый из которых способен осуществлять независимое или скоординированное наблюдение Солнца или его частей, а также некоторых компонентов космического корабля. Инструменты: [9] [10]

Публичная доступность изображений

Наблюдения с некоторых приборов можно форматировать в виде изображений, большинство из которых легко доступны в Интернете для публичного или исследовательского использования (см. официальный сайт). Другие, такие как спектры и измерения частиц в солнечном ветре , не так легко поддаются этому. Эти изображения имеют диапазон длин волн и частот от оптического ( Hα ) до крайнего ультрафиолета (EUV). Изображения, сделанные частично или исключительно с использованием невидимых длин волн, показаны на странице SOHO и в других местах в искусственных цветах .

В отличие от многих космических и наземных телескопов, программа SOHO официально не выделяет времени для наблюдения предложений по отдельным инструментам; заинтересованные стороны могут связаться с группами приборов по электронной почте и через веб-сайт SOHO, чтобы запросить время через внутренние процессы этой группы приборов (некоторые из которых являются весьма неформальными, при условии, что текущие эталонные наблюдения не будут нарушены). Формальный процесс (программа «JOP») существует для совместного использования нескольких инструментов SOHO для одного наблюдения. Предложения JOP рассматриваются на ежеквартальных заседаниях научной рабочей группы (SWT), а время JOP распределяется на ежемесячных собраниях рабочей группы по научному планированию. Первые результаты были представлены в журнале Solar Physics , тома 170 и 175 (1997) под редакцией Б. Флека и З. Швестки.

Открытие кометы

Эта визуализация представляет собой небольшую выборку комет за 9 лет, наблюдаемых SOHO с точки зрения наблюдателя, находящегося в фиксированной точке над плоскостью эклиптики с Солнцем в центре.

В результате наблюдений за Солнцем SOHO (в частности, инструмент LASCO ) непреднамеренно позволил открыть кометы, блокируя яркий свет Солнца. Примерно половина всех известных комет была обнаружена SOHO. За последние 15 лет их открыли более 70 человек из 18 разных стран, просматривая общедоступные изображения SOHO в Интернете. К апрелю 2014 года SOHO обнаружила более 2700 комет [14] [15] со средней скоростью обнаружения по одной комете каждые 2,59 дня. [16] В сентябре 2015 года SOHO обнаружила свою 3000-ю комету. [17] В марте 2024 года SOHO обнаружила свою 5000-ю комету. [2]

Авторы инструментов

Институт Макса Планка по исследованию солнечной системы внес свой вклад в создание инструментов SUMER, крупноугольного и спектрометрического коронографа (LASCO) и CELIAS. Смитсоновская астрофизическая обсерватория (САО) построила прибор UVCS. Лаборатория солнечной и астрофизики Lockheed Martin (LMSAL) построила прибор MDI в сотрудничестве с солнечной группой Стэнфордского университета . Институт пространственной астрофизики является основным исследователем GOLF и телескопа формирования изображений в экстремальном ультрафиолете (EIT), внесшим значительный вклад в SUMER. Полный список всех инструментов со ссылками на их основные учреждения доступен на веб-сайте SOHO.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "SOHO (Солнечная и гелиосферная обсерватория)" . ЭКА эоПортал . Проверено 12 апреля 2016 г.
  2. ^ ab «SOHO достигает 5000 комет». www.esa.int . Проверено 30 марта 2024 г.
  3. ↑ Коланджели, Луиджи (13 октября 2020 г.). «Наука и технологии ЕКА - подтверждены расширенные операции для научных миссий». sci.esa.int . Европейское космическое агентство . Проверено 15 декабря 2021 г.
  4. ^ «Аномалия антенны может повлиять на передачу научных данных SOHO» . ЕКА. 24 июня 2003 года . Проверено 14 марта 2005 г.
  5. ^ «Аномалия антенны SOHO: дела обстоят намного лучше, чем ожидалось» . ЕКА. 2 июля 2003 года . Проверено 14 марта 2005 г.
  6. ^ "SOHO "Заключительный отчет Объединенного совета по расследованию прерывания миссии НАСА/ЕКА"" . НАСА . Проверено 12 марта 2018 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  7. ^ abc «Восстановление SOHO: беспрецедентная история успеха» (PDF) . Европейское космическое агентство . Проверено 12 марта 2018 г.
  8. ^ Дэвид, Леонард (май 1999 г.). «Спасение СОХО» (PDF) . Аэрокосмическая Америка . Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  9. ^ Доминго, В.; Флек, Б.; Польша, ИИ; Физика Солнца 162, 1--37 (1995)
  10. ^ Флек Б. (1997). «Первые результаты SOHO». Преподобный Современный Астрон . 10 : 273–296. Бибкод : 1997RvMA...10..273F.
  11. ^ "Веб-страница MDI" . soi.stanford.edu . Проверено 16 января 2019 г.
  12. ^ Карл Баттамс [@SungrazerComets] (16 апреля 2014 г.). «Это количество открытий SOHO за последние несколько лет: 2013: 213, 2012: 222, 2011: 216, 2010: 209… стабильно!» ( Твит ) – через Твиттер .
  13. ^ Карл Баттамс [@SungrazerComets] (2 января 2013 г.). «Количество открытий комет SOHO за последние три года было удивительно стабильным: в 2010 году: 222 кометы, в 2011 году: 213, в 2012 году: 219» ( твит ) – через Twitter .
  14. ^ «3000-я комета, обнаруженная Солнечной и гелиосферной обсерваторией (SOHO)» . НАСА. 15 сентября 2015 года . Проверено 15 сентября 2015 г.(2703 открытия по состоянию на 21 апреля 2014 г.) Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в открытом доступе .
  15. ^ Карл Баттамс [@SungrazerComets] (21 апреля 2014 г.). «По состоянию на 21 апреля 2014 года число открытых комет спутником SOHO @ESA/@NASA составляет 2703! #Sungrazers» ( твит ) – через Twitter .
  16. ^ Карл Баттамс [@SungrazerComets] (19 октября 2012 г.). «С момента запуска миссии SOHO @ESA/@NASA в 1995 году она обнаруживала новую комету в среднем каждые 2,59 дня!» ( Твит ) – через Твиттер .
  17. ↑ Майк Уолл (16 сентября 2015 г.). «Ого! Космический корабль, наблюдающий за Солнцем, нашел 3000-ю комету». Space.com . Проверено 16 сентября 2015 г.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме Солнечной и гелиосферной обсерватории .