Солнечная и гелиосферная обсерватория
Имена | СОХО | ||
---|---|---|---|
Тип миссии | Солнечное наблюдение | ||
Оператор | ЕКА / НАСА | ||
ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 1995-065А | ||
САТКАТ нет. | 23726 | ||
Веб-сайт | sohowww.nascom.nasa.gov | ||
Продолжительность миссии | 2 года (планируется) 28 лет, 7 месяцев и 21 день (в процессе) | ||
Свойства космического корабля | |||
Автобус | СОХО | ||
Производитель | Матра Маркони Спейс | ||
Стартовая масса | 1850 кг (4080 фунтов) [1] | ||
Масса полезной нагрузки | 610 кг (1340 фунтов) | ||
Размеры | 4,3 × 2,7 × 3,7 м (14,1 × 8,9 × 12,1 футов) 9,5 м (31 фут) с развернутыми солнечными батареями | ||
Власть | 1500 Вт | ||
Начало миссии | |||
Дата запуска | 2 декабря 1995 г., 08:08:01 UTC | ||
Ракета | Атлас IIAS (AC-121) | ||
Запуск сайта | Мыс Канаверал , LC-36B | ||
Подрядчик | Локхид Мартин | ||
Вступил в сервис | май 1996 г. | ||
Орбитальные параметры | |||
Справочная система | Солнце – Земля L 1 орбита | ||
Режим | Гало-орбита | ||
Высота перигея | 206,448 км (128,281 миль) | ||
Высота апогея | 668 672 км (415 494 миль) | ||
| |||
Патч миссии SOHO |
Солнечная и гелиосферная обсерватория ( SOHO ) — космический корабль Европейского космического агентства (ЕКА), построенный европейским промышленным консорциумом во главе с Matra Marconi Space (ныне Airbus Defense and Space ), который был запущен на Lockheed Martin Atlas IIAS ракете-носителе 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 была частьюМеждународная программа 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 Земля - Солнце точки L1 , 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
[ редактировать ]Три основные научные цели SOHO:
- Исследование внешнего слоя Солнца, состоящего из хромосферы , переходной области и короны . инструменты CDS, EIT, LASCO используются солнечной атмосферы Для дистанционного зондирования , SUMER, SWAN и UVCS .
- Проведение наблюдений солнечного ветра и связанных с ним явлений в окрестностях L 1 . CELIAS и COSTEP используются для « на месте ». наблюдений солнечного ветра
- Исследование внутреннего строения Солнца. GOLF, MDI и VIRGO используются для гелиосейсмологии .
Орбита
[ редактировать ]Космический корабль SOHO находится на гало-орбите вокруг Солнце - Земля точки L1 , 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, и поскольку 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
[ редактировать ]При нормальной работе космический корабль передает непрерывный 200 кбит/с поток данных фотографий и других измерений со скоростью НАСА для дальнего космоса через сеть наземных станций . 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.
антенны оси Y В 2003 году ЕКА сообщило о выходе из строя шагового двигателя , 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 усилением 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) для предотвращения полная потеря данных, при этом поток данных лишь незначительно сокращается каждые три месяца. [5]
Почти потеря SOHO
[ редактировать ]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 перешла в аварийный режим 25 июня 1998 года в 02:35 UTC SOHO снова . 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 контактов 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 находился близко к своему прогнозируемому положению, ориентировался 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 была предпринята успешная попытка модулировать несущую и телеметрию 8 августа 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 еженедельно потреблялось 7 кг (15 фунтов) топлива, в то время как ЕКА разработало новый безгирольный режим работы, который был успешно реализован 1 февраля 1999 года. [7]
Инструменты
[ редактировать ]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]
- Корональный диагностический спектрометр ( CDS архив от 16 октября 2020 года в Wayback Machine ), который измеряет плотность, температуру и потоки в короне.
- Система анализа элементного и изотопного заряда ( CELIAS ), изучающая ионный состав солнечного ветра.
- Комплексное сотрудничество в области анализаторов SupraThermal и энергетических частиц ( COSTEP, архивировано 18 октября 2020 года в Wayback Machine ), которое изучает ионный и электронный состав солнечного ветра. COSTEP и ERNE иногда называют совместно совместным анализатором частиц COSTEP-ERNE ( CEPAC. Архивировано 7 сентября 2006 г. в Wayback Machine ).
- Телескоп визуализации экстремального ультрафиолета ( EIT ), который изучает структуру и активность низкой короны.
- Эксперимент «Энергетические и релятивистские ядра и электроны» ( ERNE . Архивировано 7 августа 2020 года в Wayback Machine ), в котором изучается ионный и электронный состав солнечного ветра. (См. примечание выше в статье COSTEP.)
- Глобальные колебания на низких частотах ( GOLF ), которые измеряют изменения скорости всего солнечного диска для исследования ядра Солнца.
- Большой угол и спектрометрический коронограф ( LASCO ), который изучает структуру и эволюцию короны путем создания искусственного солнечного затмения.
- Доплеровский сканер Майкельсона ( MDI ), который измеряет скорость и магнитные поля в фотосфере , чтобы узнать о зоне конвекции , которая образует внешний слой внутренней части Солнца, и о магнитных полях, которые контролируют структуру короны . MDI был крупнейшим производителем данных по SOHO . SOHO Два виртуальных канала названы в честь MDI; VC2 (MDI-M) передает данные магнитограммы MDI , а VC3 (MDI-H) передает данные гелиосейсмологии MDI . MDI не использовался для научных наблюдений с 2011 года, когда его заменил гелиосейсмический и магнитный формирователь изображений Обсерватории солнечной динамики . [11]
- Солнечное ультрафиолетовое измерение испускаемого излучения ( SUMER ), которое измеряет плазменные потоки, температуру и плотность в короне.
- Анизотропия солнечного ветра ( SAN ), в которой используются телескопы, чувствительные к характерной длине волны водорода, для измерения потока массы солнечного ветра, составления карты плотности гелиосферы и наблюдения за крупномасштабной структурой потоков солнечного ветра.
- Ультрафиолетовый коронограф-спектрометр ( UVCS ), который измеряет плотность и температуру в короне.
- Изменчивость солнечного ИК-излучения и гравитационных колебаний ( VIRGO ), которая измеряет колебания и солнечную постоянную как всего солнечного диска, так и с низким разрешением, снова исследуя ядро Солнца.
Публичная доступность изображений
[ редактировать ]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 в одном наблюдении. 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
[ редактировать ]Открытия комет [12] [13] | |||||||
Год | # | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
2013 | 213 | ||||||
2012 | 222 | ||||||
2011 | 216 | ||||||
2010 | 209 |
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 обнаружило более 2700 комет. [14] [15] со средней скоростью обнаружения один раз 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
[ редактировать ]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 .
См. также
[ редактировать ]- Space Weather Follow On-Lagrange 1 , запуск которого запланирован на декабрь 2025 года.
- Advanced Composition Explorer , запущенный в 1997 году, до сих пор работает.
- Обсерватория глубокого космического климата (DSCOVR), запущена в 2015 году, находится на орбите L 1 .
- Гелиофизика
- Суборбитальный телескоп высокого разрешения (Hi-C), запущенный в 2012 году.
- Parker Solar Probe , запущенный в эксплуатацию в 2018 году, до сих пор работает.
- Группа Фебус , международные ученые, стремящиеся обнаружить солнечные g-моды
- СОХО 2333
- Обсерватория солнечной динамики (SDO), запущенная в 2010 году, до сих пор работает.
- Solar Orbiter , запущенный в 2020 году, все еще работает.
- STEREO (Обсерватория солнечно-земных связей), запущенная в 2006 году, работает до сих пор.
- Transition Region and Coronal Explorer (TRACE), запущен в 1998 году, выведен из эксплуатации в 2010 году.
- «Улисс» (космический корабль) , запущен в 1990 году, выведен из эксплуатации в 2009 году.
- «Винд» (космический корабль) , запущен в 1994 году, работает до сих пор.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «SOHO (Солнечная и гелиосферная обсерватория)» . ЭКА эоПортал . Проверено 12 апреля 2016 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «SOHO достигает 5000 комет» . www.esa.int . Проверено 30 марта 2024 г.
- ^ Коланджели, Луиджи (13 октября 2020 г.). «Наука и технологии ЕКА — подтверждены расширенные операции научных миссий» . sci.esa.int . Европейское космическое агентство . Проверено 15 декабря 2021 г.
- ^ «Аномалия антенны может повлиять на передачу научных данных SOHO» . ЕКА. 24 июня 2003 года . Проверено 14 марта 2005 г.
- ^ « SOHO Аномалия антенны : дела обстоят намного лучше, чем ожидалось» . ЕКА. 2 июля 2003 года . Проверено 14 марта 2005 г.
- ^ «SOHO «Заключительный отчет Объединенного совета по расследованию прерывания миссии НАСА/ЕКА » . НАСА . Проверено 12 марта 2018 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с «Восстановление SOHO: беспрецедентная история успеха» (PDF) . Европейское космическое агентство . Проверено 12 марта 2018 г.
- ^ Дэвид, Леонард (май 1999 г.). «Спасение СОХО» (PDF) . Аэрокосмическая Америка . стр. 60–67. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Доминго, В.; Флек, Б.; Польша, ИИ; Физика Солнца 162, 1--37 (1995)
- ^ Флек Б. (1997). «Первые результаты SOHO». Преподобный Современный Астрон . 10 : 273–296. Бибкод : 1997RvMA...10..273F .
- ^ «Веб-страница MDI» . soi.stanford.edu . Проверено 16 января 2019 г.
- ^ 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 .
- ^ 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 .
- ^ Карл Баттамс [@SungrazerComets] (21 апреля 2014 г.). «По состоянию на 21 апреля 2014 года число обнаружений комет спутником SOHO @ESA/@NASA составляет 2703! #Sungrazers» ( твит ) – через Twitter .
- ^ 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 .
- ^ Майк Уолл (16 сентября 2015 г.). «Ого! Космический корабль, наблюдающий за Солнцем, обнаружил 3000-ю комету» . Space.com . Проверено 16 сентября 2015 г.
- «Восстановление SOHO – беспрецедентная история успеха» (PDF) . Проверено 11 марта 2006 г.
- «Предварительный статус и справочный отчет о прерывании миссии SOHO - 15 июля 1998 г.» . Проверено 11 марта 2006 г.
- «Окончательный отчет Объединенного совета по расследованию НАСА/ЕКА по прерыванию миссии SOHO - 31 августа 1998 г.» . Проверено 11 марта 2006 г.
- «Команда восстановления SOHO» . Проверено 11 марта 2006 г. Изображение
- «Восстановление гало-орбиты миссии SOHO L 1 после аномалий управления ориентацией 1998 года» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 августа 2014 года . Проверено 25 июля 2007 г.
- Вайс, штат Калифорния; Левесон, Н.; Лундквист, К.; Фарид, Н.; Стрингфеллоу, М. (2001). «Анализ причинно-следственной связи авиационных происшествий». 20-й ДАСК. 20-я конференция по цифровым авиационным системам (кат. № 01CH37219) . Том. 1. стр. 4A3/1–4A3/12. дои : 10.1109/DASC.2001.963364 . ISBN 978-0-7803-7034-0 . S2CID 111244003 .
- Левесон, штат Нью-Йорк (июль 2004 г.). «Роль программного обеспечения в авариях космических кораблей». Журнал космических кораблей и ракет . 41 (4): 564–575. Бибкод : 2004JSpRo..41..564L . CiteSeerX 10.1.1.202.8334 . дои : 10.2514/1.11950 .
- Нойманн, Питер Г. (январь 1999 г.). «Риски для общества в компьютерах и связанных с ними системах». Заметки по разработке программного обеспечения . 24 (1): 31–35. дои : 10.1145/308769.308773 . S2CID 36328273 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Веб-страница ESA SOHO : истории, изображения, видео
- Веб-страница NASA SOHO : информация, галерея, данные, операции и т. д.
- «Описание миссии SOHO» . Сайт НАСА SOHO . Проверено 24 октября 2005 г.
- «Последние SOHO изображения » . Сайт НАСА SOHO . Проверено 24 октября 2005 г. , можно бесплатно использовать в образовательных и некоммерческих целях.
- Профиль миссии SOHO по исследованию солнечной системы НАСА
- «Космическая погода сейчас» . Национальная метеорологическая служба – Центр космической среды. Архивировано из оригинала 23 октября 2005 года . Проверено 24 октября 2005 г.
- « Восстановление гало-орбиты миссии SOHO L1 после аномалий управления ориентацией 1998 года» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 21 октября 2005 года . Проверено 24 октября 2005 г.
- Сайт Sun trek Полезный ресурс о Солнце и его влиянии на Землю.
- Хауган, Штейн В.Х. (2005). «Координация с SOHO». Достижения в космических исследованиях . 36 (8): 1557–1560. Бибкод : 2005AdSpR..36.1557H . дои : 10.1016/j.asr.2004.12.021 .
- SOHO обнаружила 2000-ю комету
- Прохождение объектов через поле зрения LASCO/C3 (FOV) в 2013 г. Архивировано 3 февраля 2021 г. в Wayback Machine (Джузеппе Паппа).
- Известные объекты в LASCO C3. Архивировано 9 января 2017 г. в Wayback Machine и звездных картах LASCO. Архивировано 24 февраля 2015 г. в Wayback Machine (определяйте объекты в поле зрения в любой день года).
- Вы можете обнаружить следующую комету... не вставая с дивана! (наука для граждан, 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 год ( )
- Солнечная и гелиосферная обсерватория
- Первооткрыватели комет
- Открытия SOHO
- Космические зонды Европейского космического агентства
- Космические зонды НАСА
- Солнечные космические обсерватории
- Миссии к Солнцу
- Солнечные телескопы
- Искусственные спутники в точках Лагранжа Земля-Солнце
- Космический корабль запущен в 1995 году.
- Космическая погода
- Космический корабль, использующий гало-орбиты