Солнечная и гелиосферная обсерватория - Solar and Heliospheric Observatory

Для использования в других целях см. Сохо (значения).

Солнечная и гелиосферная обсерватория (SOHO)
НАСА SOHO spacecraft.png
Художественная концепция SOHO
Тип миссииСолнечное наблюдение
ОператорЕКА  / НАСА
COSPAR ID1995-065A
SATCAT нет.23726
Интернет сайтsohowww.nascom.nasa.gov
Продолжительность миссии2 года запланировано
Прошло 25 лет и 1 день
Свойства космического корабля
ПроизводительМатра Маркони Спейс
Стартовая масса1850 кг (4080 фунтов)[1]
Масса полезной нагрузки610 кг (1340 фунтов)[1]
Размеры4,3 м × 2,7 м × 3,7 м (14,1 × 8,9 × 12,1 футов)[1]
Мощность1500 Вт[1]
Начало миссии
Дата запуска2 декабря 1995 г. (UTC) (1995-12-02T08Z)
РакетаАтлас МИАС AC-121
Запустить сайтмыс Канаверал LC-36B
Параметры орбиты
Справочная системаСолнце – Земля L1
РежимГало орбита
Высота периапсиса206448 км (128281 миль)
Высота апоапсиса668672 км (415494 миль)
Эпохазапланировано
Знак отличия миссии SOHO
Знаки отличия солнечной системы ESA для SOHO 

В Солнечная и гелиосферная обсерватория (SOHO) это космический корабль построенный европейским промышленным консорциумом во главе с Matra Marconi Space (ныне Airbus Defense and Space ), который был запущен на Локхид Мартин Атлас II Ракета-носитель АС 2 декабря 1995 г. для изучения солнце. Также было обнаружено более 3000 кометы.[2] Он начал нормальную работу в мае 1996 года. Это совместный проект Европейское космическое агентство (ЕКА) и НАСА. Первоначально планировавшаяся как двухлетняя миссия, SOHO продолжает работать после 25 лет эксплуатации. Космос; миссия продлена до конца 2020 года с вероятным продлением до 2022 года.[3]

Помимо своей научной миссии, он является основным источником данных о Солнце в режиме реального времени для космическая погода прогноз. Вместе с Ветер, ТУЗ, и DSCOVR, SOHO - один из четырех космических аппаратов в окрестностях земной шар –солнце L1 точка, точка гравитационного равновесия, расположенная примерно на 0,99 астрономические единицы (AU) от Солнца и 0,01 а.е. от Земли. Помимо научного вклада, SOHO выделяется тем, что является первым космическим аппаратом с трехосной стабилизацией, использующим его колеса реакции как своего рода виртуальный гироскоп; Методика была принята на вооружение после аварии на борту в 1998 году, которая чуть не привела к потере космического корабля.

Научные цели

Три основные научные цели SOHO:

Орбита

Анимация SOHOс траектория
Полярный вид
Экваториальный вид
  земной шар ·   SOHO

Космический корабль SOHO находится в гало орбита вокруг солнце –земной шар Точка L1, точка между Землей и Солнцем, где баланс гравитации (большего) Солнца и (меньшей) гравитации Земли равен центростремительный сила, необходимая для того, чтобы объект имел то же самое орбитальный период по своей орбите вокруг Солнца как Земли, в результате чего объект останется в этом относительном положении.

Хотя иногда описывается как находящийся на L1, SOHO космический корабль не совсем на L1, так как это затрудняет связь из-за радиопомех, генерируемых Солнцем, и потому что это не будет стабильный орбита. Скорее он лежит в (постоянно движущейся) плоскости, которая проходит через L1 и перпендикулярна линии, соединяющей Солнце и Землю. Он остается в этой плоскости, очерчивая эллиптический гало орбита с центром около L1. Он обращается вокруг L1 один раз в шесть месяцев, а сам L1 вращается вокруг Солнца каждые 12 месяцев, поскольку он связан с движением Земли. Благодаря этому SOHO всегда находится в хорошем состоянии для связи с Землей.

Связь с Землей

В нормальном режиме работы космический аппарат передает непрерывный поток данных со скоростью 200 кбит / с с фотографиями и другими измерениями через НАСА. Сеть Deep Space наземных станций. Данные SOHO о солнечной активности используются для прогнозирования выброс корональной массы (CME) время прибытия на Землю, поэтому электрические сети и спутники можно защитить от их повреждающего воздействия. КВМ, направленные к Земле, могут производить геомагнитные бури, которые, в свою очередь, производят геомагнитно индуцированные токи, в самых крайних случаях создавая затемнения и т. д.

В 2003 году ЕКА сообщило о выходе из строя антенны. Ось Y шаговый двигатель, необходимые для указания антенна с высоким коэффициентом усиления и разрешение передачи данных с высокой скоростью по нисходящей линии связи. В то время считалось, что аномалия антенны может вызывать двух-трехнедельное отключение данных каждые три месяца.[4] Однако инженерам ЕКА и НАСА удалось использовать SOHO антенны с низким коэффициентом усиления вместе с более крупными 34- и 70-метровыми наземными станциями DSN и разумным использованием SOHO Твердотельный регистратор (SSR), чтобы предотвратить полную потерю данных, с незначительным сокращением потока данных каждые три месяца.[5]

Почти потеря SOHO

Последовательность событий, связанных с прерыванием миссии SOHO, началась 24 июня 1998 года, когда команда SOHO проводила серию космических кораблей. гироскоп калибровки и маневры. Операции продолжались до 23:16 UTC, когда SOHO потерял замок на Солнце и вошел в аварийную ситуацию контроль отношения режим называется Emergency Sun Reacquisition (ESR). Команда SOHO попыталась восстановить обсерваторию, но SOHO вошел в аварийный режим снова 25 июня, 02:35 UTC. Восстановительные работы продолжались, но SOHO в последний раз перешел в аварийный режим в 04:38 UTC. Все контакты с SOHO были потеряны в 4:43 UTC, и началось прерывание миссии. SOHO вращался, терял электроэнергию и больше не указывал на Солнце.[6]

Эксперт ЕКА Персонал был немедленно отправлен из Европы в Соединенные Штаты для руководства операциями. Дни прошли без контакта с SOHO. 23 июля Обсерватория Аресибо и Радар солнечной системы Голдстоуна в сочетании, чтобы найти SOHO с радар и определить его местонахождение и отношение. SOHO был близок к предполагаемому положению, ориентирован боком по сравнению с обычным фронтом. Оптический поверхностный отражатель панель, указывающая на Солнце, и вращалась в революция каждые 53 секунды. После того, как SOHO был обнаружен, были сформированы планы связи с SOHO. 3 августа перевозчик был обнаружен с SOHO, это первый сигнал с 25 июня. После нескольких дней зарядки аккумулятор, была предпринята успешная попытка модулировать оператор связи и нисходящий канал телеметрия 8 августа. После передачи данных о температуре приборов 9 августа, анализ данных был выполнен, и началось всерьез планирование восстановления SOHO.[7]

Группа восстановления начала с распределения ограниченной электроэнергии. После этого была определена аномальная ориентация SOHO в пространстве. Размораживание замороженных гидразин топливный бак с использованием терморегулирующих нагревателей SOHO начался 12 августа. Оттаивание трубок и двигатели был следующим, и SOHO был переориентирован на Солнце 16 сентября. После почти недели восстановительных работ космического корабля и маневра по коррекции орбиты автобус космического корабля SOHO вернулся в нормальный режим 25 сентября в 19:52 UTC. Восстановление инструментов началось 5 октября с SUMER и закончилось 24 октября 1998 года с CELIAS.[8]

Только один гироскоп оставался в рабочем состоянии после этого восстановления, и 21 декабря этот автожир вышел из строя. Управление ориентацией осуществлялось с помощью ручных пусков двигателя, которые потребляли 7 кг топлива в неделю, в то время как ESA разработало новый режим работы без гироскопа, который был успешно реализован 1 февраля 1999 года.[8]

Инструменты

Масштабная модель космического аппарата Солнечной и гелиосферной обсерватории (SOHO) в Еврокосмическом центре в Бельгии

Модуль полезной нагрузки SOHO (PLM) состоит из двенадцати приборов, каждый из которых может независимо или координировать наблюдение Солнца или его частей, а также некоторых компонентов космического корабля. Инструменты:[9][10]

  • Корональный диагностический спектрометр (CDS), который измеряет плотность, температуру и потоки в короне.
  • Система анализа элементов заряда и изотопов (CELIAS), изучающая ионный состав солнечного ветра.
  • Комплексное сотрудничество с анализаторами SupraThermal и Energetic Particle (СТОИМОСТЬ), изучающая ионный и электронный состав солнечного ветра. COSTEP и ERNE иногда вместе именуются COSTEP-ERNE Particle Analyzer Collaboration (CEPAC).
  • Телескоп экстремального ультрафиолета (EIT), изучающая низкую корональную структуру и активность.
  • Энергетические и релятивистские ядра и электронный эксперимент (ERNE), изучающая ионный и электронный состав солнечного ветра. (См. Примечание выше в записи COSTEP.)
  • Глобальные колебания на низких частотах (ГОЛЬФ), который измеряет изменения скорости всего солнечного диска для исследования ядра Солнца.
  • Широкоугольный и спектрометрический коронограф (ЛАСКО), который изучает структуру и эволюцию короны путем создания искусственного солнечного затмения.
  • Допплеровский тепловизор Майкельсона (MDI), который измеряет скорость и магнитные поля в фотосфера узнать о зона конвекции который образует внешний слой внутренней части Солнца и около магнитные поля которые контролируют структуру корона. MDI был крупнейшим производителем данных по SOHO. Два из SOHO виртуальные каналы названы в честь MDI; VC2 (MDI-M) несет MDI магнитограмма данные, а VC3 (MDI-H) несет MDI Гелиосейсмология данные. MDI не использовался для научных наблюдений с 2011 года, когда его заменили Гелиосейсмический и магнитный формирователь изображения обсерватории солнечной динамики.[11]
  • Измерение излучаемого излучения в солнечном ультрафиолете (ЛЕТО), который измеряет потоки плазмы, температуру и плотность в короне.
  • Анизотропия солнечного ветра (ЛЕБЕДЬ), который использует телескопы, чувствительные к характерной длине волны водорода, для измерения потока массы солнечного ветра, картографирования плотности гелиосферы и наблюдения за крупномасштабной структурой потоков солнечного ветра.
  • Ультрафиолетовый коронографический спектрометр (UVCS), который измеряет плотность и температуру в короне.
  • Изменчивость солнечного излучения и гравитационные колебания (ДЕВА), который измеряет колебания и солнечную постоянную как для всего солнечного диска, так и с низким разрешением, снова исследуя ядро ​​Солнца.

Публичная доступность изображений

Наблюдения с некоторых инструментов могут быть отформатированы как изображения, большинство из которых легко доступны на Интернет для публичного или исследовательского использования (см. официальный сайт ). Другие, такие как спектры и измерения частиц в Солнечный ветер, не поддавайтесь так легко этому. Эти изображения варьируются в длина волны или же частота из оптический (Hα ) до крайности ультрафиолетовый (УФ). Изображения, сделанные частично или исключительно в невидимых длинах волн, показаны на странице SOHO и в других местах в ложный цвет.

В отличие от многих космических и наземных телескопов, программа SOHO не выделяет времени для наблюдения за предложениями по отдельным приборам; заинтересованные стороны могут связаться с группами по приборам по электронной почте и через веб-сайт SOHO, чтобы запросить время через внутренние процессы этой группы по приборам (некоторые из которых являются довольно неформальными, при условии, что текущие контрольные наблюдения не нарушаются). Формальный процесс (программа "JOP") существует для совместного использования нескольких инструментов SOHO для одного наблюдения. Предложения JOP рассматриваются на ежеквартальных собраниях научной рабочей группы (SWT), а время JOP выделяется на ежемесячных собраниях рабочей группы по научному планированию. Первые результаты были представлены в Солнечная физика, 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 в фиксированной точке над плоскостью эклиптики с Солнцем в центре.
Открытия комет[12][13]
Год#
2013213
2012222
2011216
2010209

В результате наблюдений за Солнцем SOHO (в частности, ЛАСКО инструмент) непреднамеренно позволил обнаружить кометы, заблокировав блики Солнца. Примерно половина всех известных комет были обнаружены SOHO, обнаруженные за последние 15 лет более чем 70 людьми из 18 различных стран, просматривающих общедоступные изображения SOHO в Интернете. Михал Кусяк из Польши Ягеллонский университет (Uniwersytet Jagielloński) обнаружил 1999-е и 2000-е годы SOHO. кометы 26 декабря 2010 г.[14] К апрелю 2014 года SOHO открыла более 2700 комет,[2][15] со средней скоростью обнаружения одного каждые 2,59 дня.[16] В сентябре 2015 года SOHO обнаружила свою 3000-ю комету.[17]

Открытие астрономом-любителем Майком Оутсом более 140 комет в данных SOHO[18] привело к малая планета "68948 Mikeoates" назван в его честь; это было использовано лексикографом Эрин МакКин в ней ТЕД говорить как пример того, как пользователи Интернета могут вносить свой вклад в коллекции.[19]

SOHO 2198 - это солнечная комета обнаружен Индийский астроном-любитель Салил Мулье и Польский астроном Шимон Ливо[20] путем анализа данных SOho. В Широкоугольный и спектрометрический коронограф на борту SOHO используется для получения цифровых изображений Солнца. Одна такая солнечная комета, SOHO 2198, была обнаружена с помощью изображений LASCO. Этот солнечник принадлежит к семейству, которое называется Kreutz Sungrazers, которые обычно распадаются после открытия.[21] Сделав это открытие 13 декабря 2011 года, Мули стал вторым индейцем, обнаружившим солнечную комету.[22]

Авторы инструмента

В Институт Макса Планка по исследованию солнечной системы внес вклад в SUMER, ЛАСКО, и инструменты CELIAS. В Смитсоновская астрофизическая обсерватория построил прибор UVCS. В Локхид Мартин Лаборатория солнечной и астрофизики (LMSAL) создали прибор MDI в сотрудничестве с солнечной группой в Стэндфордский Университет. В Institut d'Astrophysique Spatiale это главный следователь ГОЛЬФА и EIT, с большим вкладом в SUMER. Полный список всех инструментов со ссылками на их домашние учреждения доступен на сайте Сайт SOHO.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d "SOHO (Солнечная и гелиосферная обсерватория)". ЕКА eoPortal. Получено 12 апреля, 2016.
  2. ^ а б "3000-я комета, обнаруженная солнечной и гелиосферной обсерваторией (SOHO)". НАСА. Получено 15 сентября, 2015. (2703 открытия на 21 апреля 2014 г.)
  3. ^ Зеленый свет для продолжения работы научных миссий ЕКА
  4. ^ «Аномалия антенны может повлиять на передачу научных данных SOHO». Новости ЕКА. 24 июня 2003 г.. Получено 14 марта, 2005.
  5. ^ "SOHOаномалия антенны: все намного лучше, чем ожидалось ". Новости ЕКА. 2 июля 2003 г.. Получено 14 марта, 2005.
  6. ^ SOHO "Заключительный отчет Совместного совета по расследованию НАСА и ЕКА по прерыванию миссии". НАСА. Дата обращения: 12 марта 2018.
  7. ^ Дэвид, Леонард (май 1999 г.). «Спасение SOHO» (PDF). Аэрокосмическая Америка.
  8. ^ а б «Восстановление SOHO: история беспрецедентного успеха» (PDF). Европейское космическое агентство. Получено 12 марта, 2018.
  9. ^ Доминго В., Флек Б., Польша А. И., Солнечная физика 162, 1--37 (1995)
  10. ^ Флек Б. (1997). «Первые результаты от SOHO». Rev Modern Astron. 10: 273–96. Bibcode:1997RvMA ... 10..273F.
  11. ^ "Веб-страница MDI". soi.stanford.edu. Получено 16 января, 2019.
  12. ^ Карл Баттамс [@SungrazerComets] (16 апреля 2014 г.). «Это подсчеты открытий SOHO за последние несколько лет: 2013: 213, 2012: 222, 2011: 216, 2010: 209 ... согласованно!» (Твит) - через Twitter.
  13. ^ Карл Баттамс [@SungrazerComets] (2 января 2013 г.). «Скорость открытия комет SOHO была на удивление стабильной за последние 3 года: 2010 год: 222 кометы, 2011 год: 213, 2012 год: 219» (Твит) - через Twitter.
  14. ^ 2000-я комета SOHO, замеченная студентом, SOHO Hotshots, 28 декабря 2010 г.
  15. ^ Карл Баттамс [@SungrazerComets] (21 апреля 2014 г.). «По состоянию на 21 апреля 2014 года количество обнаруженных комет со спутника @ ESA / @ NASA SOHO составляет 2703! #Sungrazers» (Твит) - через Twitter.
  16. ^ Карл Баттамс [@SungrazerComets] (19 октября 2012 г.). «С момента запуска миссии @ ESA / @ NASA SOHO в 1995 году новая комета открывалась в среднем каждые 2,59 дня!» (Твит) - через Twitter.
  17. ^ Майк хорошо, space.com (16 сентября 2015 г.). "Эй! Космический корабль для наблюдения за Солнцем обнаружил 3000-ю комету". Получено 16 сентября, 2015.
  18. ^ Охота за кометами на SOHO Майка
  19. ^ http://www.ted.com/talks/erin_mckean_redefines_the_dictionary.html время видео 12: 36-13: 06
  20. ^ "SOHO Comets 2011".
  21. ^ «Космический корабль обнаружил тысячи обреченных комет - НАСА». science.nasa.gov. Получено 26 октября, 2015.
  22. ^ ."Салил Мули: 2-й индийский первооткрыватель кометы SOHO". Кхагол Мандал.

внешняя ссылка