Солнечная и гелиосферная обсерватория

Солнечная и гелиосферная обсерватория (SOHO)

Художественная концепция SOHO
Тип миссии	Солнечное наблюдение
Оператор	ЕКА  / НАСА
COSPAR ID	1995-065A
SATCAT нет.	23726
Интернет сайт	sohowww.nascom.nasa.gov
Продолжительность миссии	2 года запланировано 25 лет, 2 месяца и 16 дней прошло
Свойства космического корабля
Производитель	Матра Маркони Спейс
Стартовая масса	1850 кг (4080 фунтов) [1]
Масса полезной нагрузки	610 кг (1340 фунтов) [1]
Размеры	4,3 м × 2,7 м × 3,7 м (14,1 футов × 8,9 футов × 12,1 футов) [1]
Мощность	1500 Вт [1]
Начало миссии
Дата запуска	2 декабря 1995 г. (UTC) ( 1995-12-02T08Z )
Ракета	Атлас IIAS AC-121
Запустить сайт	Мыс Канаверал LC-36B
Параметры орбиты
Справочная система	Солнце – Земля L 1
Режим	Гало орбита
Высота периапсиса	206448 км (128281 миль)
Высота апоапсиса	668672 км (415494 миль)
Эпоха	запланировано
Инструменты CDS Корональный диагностический спектрометр CELIAS Заряд, элемент, изотопный анализ СТОИМОСТЬ Надтепловые и энергетические анализаторы частиц EIT Телескоп с экстремальным ультрафиолетовым излучением ERNE Энергетические и релятивистские ядра и электронный эксперимент ГОЛЬФ Глобальные колебания на низких частотах ЛАСКО Коронограф для широкоугольного спектрометра MDI Допплеровский тепловизор Майкельсона ЛЕТО Солнечное УФ-измерение испускаемой радиации ЛЕБЕДЬ Анизотропия солнечного ветра UVCS УФ коронограф и спектрометр ДЕВА Изменчивость солнечной освещенности
Эмблема солнечной системы ESA для SOHO Горизонт 2000 Гюйгенс  →

Обсерватория солнечной и Гелиосферная ( SOHO ) представляет собой космический корабль , построенный европейским промышленным консорциумом во главе с Matra Marconi Space (ныне Airbus обороны и исследованию космического пространства ) , который был запущен на Lockheed Martin Atlas II ракеты - носителя AS 2 декабря 1995 года, чтобы изучить Солнце . Он также открыл более 4000 комет . ^{[2] [3]} Он начал нормальную работу в мае 1996 года. Это совместный проект Европейского космического агентства (ЕКА) и НАСА . Изначально планировавшаяся как двухлетняя миссия, SOHO продолжает работать после 25 лет пребывания в космосе.; миссия продлена до конца 2020 года с вероятным продлением до 2022 года ^[4].

Помимо своей научной миссии, он является основным источником данных о Солнце в режиме, близком к реальному времени, для предсказания космической погоды . Наряду с ветром , ACE и DSCOVR , СОХО является одним из четырех космических аппаратов в непосредственной близости от Земли - Солнце L1 , точка, точка гравитационного баланса расположена приблизительно 0,99 астрономических единиц (AU) от Солнца и 0,01 AU от Земли. Помимо научного вклада, SOHO выделяется тем, что является первым космическим аппаратом с трехосевой стабилизацией, в котором реактивные колеса используются 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 [ править ]

Три основные научные цели SOHO:

• Исследование внешнего слоя Солнца, состоящего из хромосферы , переходной области и короны . Инструменты CDS, EIT, LASCO , SUMER, SWAN и UVCS используются для дистанционного зондирования солнечной атмосферы .
• Наблюдения за солнечным ветром и связанными с ним явлениями в окрестностях L 1 . CELIAS и COSTEP используются для наблюдений за солнечным ветром « на месте ».
• Исследование внутреннего строения Солнца. GOLF, MDI и VIRGO используются в гелиосейсмологии .

Орбита [ править ]

Космический аппарат SOHO находится в гало орбите вокруг Солнца - Земли точек L1 , точка между Землей и Солнцем , где баланс (большей) гравитацией Солнца и (меньшей) Землей тяжести равен центростремительной силой , необходимой для объект должен иметь такой же период обращения вокруг Солнца, что и Земля, в результате чего объект останется в этом относительном положении.

Хотя иногда его описывают как находящийся на L1, космический аппарат SOHO не находится точно на L1, поскольку это затрудняет связь из-за радиопомех, создаваемых Солнцем, и 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, очерчивая эллиптическую гало-орбиту с центром вокруг 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 [ править ]

В нормальном режиме работы космический аппарат передает непрерывный поток данных со скоростью 200 кбит / с с фотографиями и другими измерениями через сеть наземных станций NASA Deep Space . Данные SOHO о солнечной активности используются для прогнозирования времени прибытия коронального выброса массы (CME) к Земле, поэтому электрические сети и спутники могут быть защищены от их разрушительного воздействия. КВМ, направленные к Земле, могут вызывать геомагнитные бури , которые, в свою очередь, вызывают геомагнитно индуцированные токи , в самых крайних случаях создавая затемнения и т. Д.

В 2003 году ЕКА сообщило об отказе шагового двигателя оси Y антенны , необходимого для наведения антенны с высоким коэффициентом усиления и обеспечения возможности 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. ^[5] Тем не менее, инженерам ESA и NASA удалось использовать антенны SOHO с низким коэффициентом усиления вместе с более крупными 34- и 70-метровыми наземными станциями DSN и разумно использовать твердотельный регистратор SOHO (SSR) для предотвращения полной потери данных с помощью только немного сокращается поток данных каждые три месяца. ^[6]

Почти потеря SOHO [ править ]

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 потерял замок на Солнце и ввел чрезвычайное положение управления ориентации режима под названием Emergency ВС Reacquisition (ESR). Команда SOHO попыталась восстановить обсерваторию, но SOHO снова перешел в аварийный режим 25 июня в 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. ^[7]

Экспертный персонал ЕКА был немедленно отправлен из Европы в Соединенные Штаты для руководства операциями ^{[ необходима цитата ]} . Дни прошли без контакта с SOHO. 23 июля обсерватория Аресибо и радар солнечной системы Голдстоуна объединились для определения местоположения SOHO с помощью радара и определения его местоположения и ориентации . SOHO был близок к своему предсказанному положению, ориентирован своей стороной по сравнению с обычной передней панелью оптического поверхностного отражателя, направленной к Солнцу, и вращался с одним оборотом каждые 53 секунды. После того, как SOHO был обнаружен, были сформированы планы связи с SOHO. 3 августа авианосецбыл обнаружено с SOHO, первый сигналом с 25 июня После нескольких дней зарядки аккумулятора , успешная была сделана попытка модулирует несущую нисходящую линию связи и телеметрию 8 августа После того, как температура инструмента были бортом 9 августа, анализ данных был выполнен, и началось всерьез планирование восстановления SOHO. ^[8]

Группа восстановления начала с распределения ограниченной электроэнергии. После этого была определена аномальная ориентация SOHO в пространстве. 12 августа началось оттаивание замороженного топливного бака с гидразином с помощью нагревателей SOHO. Следующим было оттаивание труб и двигателей , и 16 сентября SOHO был переориентирован на Солнце. После почти недели восстановительных работ космического корабля и коррекции орбиты После маневра 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. ^[9]

Только один гироскоп остался в рабочем состоянии после этого восстановления, и 21 декабря он вышел из строя. Управление ориентацией осуществлялось с помощью ручных запусков 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. ^[9]

Инструменты [ править ]

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: ^{[10] [11]}

• 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 Energy Particle ( COSTEP ), изучающими ионный и электронный состав солнечного ветра. COSTEP и ERNE иногда вместе называются COSTEP-ERNE Particle Analyzer Collaboration ( CEPAC ).
• Телескоп экстремального ультрафиолета ( EIT ), изучающий низкую корональную структуру и активность.
• Эксперимент «Энергетические и релятивистские ядра и электроны» ( ERNE ), изучающий ионный и электронный состав солнечного ветра. (См. Примечание выше в записи COSTEP.)
• Global Oscillations at Low Frequencies ( GOLF ), который измеряет изменения скорости всего солнечного диска для исследования ядра Солнца.
• Большой угловой и спектрометрический коронограф ( LASCO ), изучающий структуру и эволюцию короны путем создания искусственного солнечного затмения.
• Michelson Doppler Imager ( MDI ), который измеряет скорость и магнитные поля в фотосфере, чтобы узнать о зоне конвекции, которая формирует внешний слой внутренней части Солнца, и о магнитных полях, которые контролируют структуру короны . MDI был крупнейшим производителем данных на SOHO . Два виртуальных канала SOHO названы в честь MDI; VC2 (MDI-М) осуществляет MDI магнитограмма данные, и VC3 (MDI-Н) осуществляет MDI гелиосейсмологию данные. MDI не использовался для научных наблюдений с 2011 года, когда его заменилиГелиосейсмический и магнитный формирователь изображения обсерватории солнечной динамики . ^[12]
• Солнечное ультрафиолетовое измерение испускаемого излучения ( SUMER ), которое измеряет потоки плазмы, температуру и плотность в короне.
• Анизотропия солнечного ветра ( SWAN ), в которой используются телескопы, чувствительные к характерной длине волны водорода, для измерения потока массы солнечного ветра, картирования 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 гравитационных колебаний ( ДЕВА ), которая измеряет колебания и солнечную постоянную как для всего солнечного диска, так и с низким разрешением, снова исследуя ядро ​​Солнца.

Публичная доступность изображений [ править ]

Наблюдения с некоторых инструментов могут быть отформатированы как изображения, большинство из которых доступно в Интернете для публичного или исследовательского использования (см. Официальный веб-сайт ). Другие, такие как спектры и измерения частиц солнечного ветра , не так легко поддаются этому. Эти изображения различаются по длине волны или частоте от оптического ( Hα ) до крайнего ультрафиолета (УФ). Изображения, сделанные частично или исключительно с невидимыми длинами волн, показаны на странице SOHO и в других местах в ложных цветах .

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 « Солнечной физике» , тома 170 и 175 (1997), под редакцией Б. Флека и З. Швестки.

Открытие кометы [ править ]

В результате наблюдений за Солнцем SOHO (особенно инструмент LASCO ) случайно позволил обнаружить кометы, заблокировав солнечный свет. 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 Польского Ягеллонского университета (Uniwersytet Jagielloński) обнаружил 1999-ю и 2000-ю кометы SOHO 26 декабря 2010 года. ^[15] SOHO обнаружил более 2700 комет к апрелю 2014 года ^{[2] [16]} со средней скоростью открытия каждой 2.59 дн. ^[17]В сентябре 2015 года SOHO обнаружила свою 3000-ю комету. ^[18]

Открытие астрономом-любителем Майком Оутсом более 140 комет в данных SOHO ^[19] привело к тому, что в его честь была названа малая планета «68948 Mikeoates»; это было использовано лексикографом Эрин Маккин в своем выступлении на TED как пример того, как пользователи Интернета могут вносить свой вклад в коллекции. ^[20]

SOHO 2198 - солнечная комета, открытая индийским астрономом-любителем Салилом Мули и польским астрономом Шимоном Ливо ^[21] путем анализа данных с SOho. Большой угол и спектрометрический коронограф на борту SOHO используются для захвата цифровых изображений Солнца Одна такая солнечная комета, SOHO 2198, была обнаружена с помощью изображений LASCO. Этот солнечник принадлежит к семейству под названием Kreutz Sungrazers , которое обычно распадается после обнаружения. ^[22] Сделав это открытие 13 декабря 2011 года, Мули стал вторым индейцем, обнаружившим солнечную комету. ^[23]

Авторы инструмента [ править ]

Института Макса Планка по исследованию Солнечной системы способствовали ШУМЕРА, LASCO и CELIAS инструментов. Smithsonian Astrophysical Observatory встроенного инструмента UVCS. Солнечной и астрофизической лаборатории Lockheed Martin (LMSAL) построил MDI инструмент в сотрудничестве с солнечной группой в Стэнфордском университете . Institut d'астрофизики Spatiale является главным исследователем по гольфу и СПЭ , с сильным вкладом в Шумер. Полный список всех инструментов со ссылками на их домашние учреждения доступен на веб-сайте SOHO .

См. Также [ править ]

• Гелиофизика
• Transition Region and Coronal Explorer (TRACE) запущен в 1998 г., списан в 2010 г.
• Ulysses (космический корабль) , запущен в 1990 г., списан в 2009 г.
• "Ветер" (космический корабль) , запущен в 1994 году, все еще в строю.
• Solar Orbiter , запущенный в 2020 году, все еще работает.
• Parker Solar Probe , выпущенный на рынок в 2018 году, все еще работает.
• Advanced Composition Explorer , запущенный в 1997 году, все еще работает.
• STEREO (Солнечная и земная обсерватория), запущенная в 2006 г., все еще действует.
• Обсерватория солнечной динамики (SDO), запущенная в 2010 году, все еще работает.
• Корональный тепловизор высокого разрешения (Hi-C), запущенный в 2012 году, суборбитальный телескоп.
• Обсерватория Deep Space Climate Observatory (DSCOVR), запущенная в 2015 году, на орбите L 1 .

Ссылки [ править ]

• «Восстановление SOHO - история беспрецедентного успеха» (PDF) . Проверено 11 марта 2006 года . -PDF
• "Предварительный отчет о прерывании миссии SOHO - 15 июля 1998 г." . Проверено 11 марта 2006 года .
• "Заключительный отчет Совместного совета по расследованию НАСА / ЕКА по прерыванию миссии SOHO - 31 августа 1998 г." . Проверено 11 марта 2006 года .
• "Группа восстановления SOHO" . Проверено 11 марта 2006 года . Изображение
• "Миссия SOHO L 1" Восстановление орбиты Halo от аномалий контроля ориентации 1998 года " (PDF) . Проверено 25 июля 2007 года .
• Weiss, KA; Leveson, N .; Lundqvist, K .; Farid, N .; Стрингфеллоу М. (2001). «Анализ причинно-следственных связей в авиационно-космических катастрофах». Цифровые системы авионики, 2001. DASC. 20-я конференция . 1 : 4A3 / 1–4A3 / 12. DOI : 10,1109 / DASC.2001.963364 . ISBN 978-0-7803-7034-0.
• Левесон, Н.Г. (июль 2004 г.). «Роль программного обеспечения в авариях космических аппаратов». Журнал космических аппаратов и ракет . 41 (4): 564–575. Bibcode : 2004JSpRo..41..564L . CiteSeerX  10.1.1.202.8334 . DOI : 10.2514 / 1.11950 .
• Нойман, Питер Г. (январь 1999 г.). «Общественные риски в компьютерах и связанных с ними системах». Примечания по разработке программного обеспечения . 24 (1): 31–35. DOI : 10.1145 / 308769.308773 .

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы, связанные с солнечной и гелиосферной обсерваторией .

• Веб-страница ESA SOHO
• Домашняя страница SOHO
• «Описание миссии SOHO» . Веб-сайт НАСА SOHO . Проверено 24 октября 2005 года .
• «Последние изображения SOHO » . Веб-сайт НАСА SOHO . Проверено 24 октября 2005 года ., бесплатно для использования в образовательных и некоммерческих целях.
• Профиль миссии SOHO от NASA Solar System Exploration
• «Космическая погода сейчас» . Национальная служба погоды - Центр космической среды . Архивировано из оригинального 23 октября 2005 года . Проверено 24 октября 2005 года .
• « Миссия SOHO Mission L1 Halo Orbit Recovery из аномалий контроля ориентации 1998 года» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 21 октября 2005 года . Проверено 24 октября 2005 года . - PDF
• Сайт Sun Trek Полезный ресурс о Солнце и его влиянии на Землю.
• Хауган, Штейн В.Х. (2005). «Координация с SOHO». Успехи в космических исследованиях . 36 (8): 1557–1560. Bibcode : 2005AdSpR..36.1557H . DOI : 10.1016 / j.asr.2004.12.021 .
• SOHO засветил 2000-ю комету
• Прохождение объектов через поле зрения (FOV) LASCO / C3 в 2013 году (Джузеппе Паппа)
• Известные объекты в LASCO C3 и LASCO Star Maps (идентифицируют объекты в поле зрения в любой день года)
• Вы можете открыть для себя следующую комету ... со своего дивана! (наука для горожан 18 октября 2011 г.)
• Церера в LASCO C2 (17 августа 2013 г.)
• База данных солнечных пятен на основе спутниковых наблюдений SOHO с 1996 по 2011 гг. ( )