Обсерватория солнечной динамики - Solar Dynamics Observatory

Обсерватория солнечной динамики
Обсерватория солнечной динамики 1.jpg
Тип миссииСолнечная исследование[1]
ОператорНАСА GSFC[2]
COSPAR ID2010-005A
SATCAT нет.36395
Интернет сайтhttp://sdo.gsfc.nasa.gov
Продолжительность миссииПланируется: 5–10 лет
Прошло: 10 лет, 10 месяцев, 11 дней
Свойства космического корабля
Стартовая масса3100 кг (6800 фунтов)
Сухая масса1700 кг (3700 фунтов)
Масса полезной нагрузки290 килограммов (640 фунтов)
Начало миссии
Дата запуска11 февраля 2010 г., 15:23:00 (11 февраля 2010 г., 15:23:00) универсальное глобальное время
РакетаАтлас V 401
Запустить сайтмыс Канаверал SLC-41
ПодрядчикULA
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрический
РежимГеосинхронный
Долгота102 ° з.д.
Большая полуось42164,71 км (26199,94 миль)[3]
Эксцентриситет0.0002484[3]
Высота перигея35,783 км (22,235 миль)[3]
Высота апогея35 804 км (22 248 миль)[3]
Наклон28,05 градусов[3]
Период1436,14 минут[3]
Эпоха24 января 2015 г., 10:48:18 UTC[3]
Обсерватория солнечной динамики insignia.png 
Детальные изображения, сделанные SDO в 2011–2012 годах, помогли ученым раскрыть новые секреты Солнца.

В Обсерватория солнечной динамики (SDO) это НАСА миссия, которая наблюдала солнце с 2010.[4] Обсерватория, открытая 11 февраля 2010 г., является частью Жизнь со звездой (LWS) программа.[5]

Целью программы LWS является развитие научного понимания, необходимого для эффективного решения этих аспектов взаимосвязанных солнце –земной шар система, непосредственно влияющая на жизнь и общество. Цель SDO - понять влияние Солнца на Землю и околоземное пространство путем изучения солнечной атмосферы в небольших масштабах пространства и времени и одновременно во многих длинах волн. SDO изучает, как Магнитное поле Солнца генерируется и структурируется, как эта накопленная магнитная энергия преобразуется и выделяется в гелиосфера и геопространство в виде Солнечный ветер, энергичные частицы и вариации солнечное излучение.[6]

Общий

Эта визуализация охватывает тот же промежуток времени в 17 часов во всем диапазоне длин волн SDO.

Космический аппарат SDO был разработан в НАСА. Центр космических полетов Годдарда в Гринбелт, Мэриленд, и запущен 11 февраля 2010 г. с Мыс Канаверал База ВВС. Первичная миссия длилась пять лет и три месяца, расходных материалов предполагалось прослужить не менее десяти лет.[7] Некоторые считают, что SDO является продолжением миссии Солнечная и гелиосферная обсерватория (СОХО).[8]

SDO - это 3-х осевой стабилизированный космический аппарат, с двумя солнечными батареями и двумя антеннами с высоким коэффициентом усиления, в наклонном геостационарная орбита вокруг Земли.

В состав космического корабля входят три прибора:

Данные, которые собирает корабль, становятся доступными как можно скорее после их получения.[9]

Ожидается, что по состоянию на февраль 2020 года SDO будет работать до 2030 года.[10]

Инструменты

Гелиосейсмический и магнитный формирователь изображений (HMI)

В Гелиосейсмический и магнитный сканер (HMI), светодиод от Стэндфордский Университет в Стэнфорд, Калифорния, изучает солнечную изменчивость и характеризует внутреннюю часть Солнца и различные компоненты магнитной активности. HMI будет проводить измерения продольного и векторного магнитного поля с высоким разрешением по всему видимому диску Солнца.[как? ] тем самым расширяя возможности SOHO инструмент MDI.[11]

HMI производит данные для определения внутренних источников и механизмов солнечной изменчивости и того, как физические процессы внутри Солнца связаны с поверхностным магнитным полем и активностью. Он также предоставляет данные, позволяющие оценить корональное магнитное поле для изучения изменчивости в протяженной солнечной атмосфере. Наблюдения с помощью HMI позволят установить взаимосвязь между внутренней динамикой и магнитной активностью, чтобы понять солнечную изменчивость и ее эффекты.[12]

Эксперимент с экстремальной изменчивостью ультрафиолета (EVE)

Эксперимент экстремальной ультрафиолетовой изменчивости (EVE) измеряет солнце с крайний ультрафиолет освещенность с улучшенным спектральное разрешение, "темпоральный ритм", точность и прецизионность по сравнению с предыдущими измерениями, выполненными ВРЕМЯ ВИДЕТЬ, SOHO, и SORCE XPS. Инструмент включает в себя основанные на физике модели для дальнейшего научного понимания взаимосвязи между солнечными вариациями EUV и изменениями магнитной вариации на Солнце.[13]

Энергетические ультрафиолетовые фотоны, выделяемые Солнцем, в первую очередь нагревают земной шар верхних слоях атмосферы и создает ионосфера. Выход солнечного ультрафиолетового излучения претерпевает постоянные изменения как от момента к моменту, так и в течение 11-летнего периода Солнца. солнечный цикл, и эти изменения важно понимать, потому что они оказывают значительное влияние на атмосферный нагрев, сопротивление спутника, и деградация системы связи, в том числе нарушение спутниковая система навигации.[14]

Пакет инструментов EVE был построен Колорадский университет в Боулдере с Лаборатория физики атмосферы и космоса с доктором Томом Вудсом в роли Главный следователь,[7] и был доставлен Центр космических полетов Годдарда 7 сентября 2007 г.[15] Прибор обеспечивает повышение спектрального разрешения до 70 процентов при измерениях на длинах волн ниже 30 нм и 30-процентное улучшение «временной каденции», выполняя измерения каждые 10 секунд в течение 100 процентов. рабочий цикл.[14]

Сборка атмосферных изображений (AIA)

Ассамблея атмосферных изображений (AIA), возглавляемая Локхид Мартин солнечная и астрофизическая лаборатория (LMSAL), обеспечивает непрерывные наблюдения всего диска за солнечной хромосфера и корона через семь крайний ультрафиолет (EUV) каналы, охватывающие диапазон температур от примерно 20 000 Кельвинов до более 20 миллионов Кельвинов. 12-секундная каденция потока изображений с изображениями 4096 на 4096 пикселей при 0,6 угловых секунды на пиксель обеспечивает беспрецедентное представление о различных явлениях, происходящих в развивающейся внешней атмосфере Солнца.

Научное исследование AIA возглавляет LMSAL, которая также управляет этим инструментом и - совместно со Стэнфордским университетом - управляет Объединенным научным операционным центром, из которого все данные передаются международному научному сообществу, а также широкой общественности. LMSAL спроектировал все инструменты и руководил их разработкой и интеграцией. Четыре телескопа, обеспечивающие индивидуальную подачу света для инструмента, были спроектированы и изготовлены в Смитсоновская астрофизическая обсерватория (SAO).[16] С момента начала эксплуатации 1 мая 2010 года AIA успешно работает с беспрецедентным качеством изображения EUV.

Канал длины волны AIAИсточник[17]Область солнечной атмосферыХарактеристика
температура
белый свет (450 нм )континуумФотографиисфера5000 K
170 нмконтинуумМинимальная температура, фотосфера5000 K
160 нмC IV + континуумПереходный регион & верхний фотосфера105 & 5000 K
33.5 нмFe XVIАктивный регион корона2.5×106 K
30.4 нмОн IIХромосфера & переходный регион50,000 K
21.1 нмFe XIVАктивный регион корона2×106 K
19.3 нмFe XII, XXIVКорона & горячей вспышка плазма1.2×106 & 2x107 K
17.1 нмFe IXТихий корона, верхний переходный регион6.3×105 K
13.1 нмFe VIII, XX, XXIIIФакел регионы4×105, 107 & 1.6×107 K
 9.4 нмFe XVIIIФакел регионы6.3×106 K

Фотографии Солнца в этих различных областях спектра можно увидеть на веб-сайте NASA SDO Data.[18] Изображения и видео Солнца в любой день миссии, в том числе в течение последних получаса, можно найти на Солнце сегодня.

Сравнение изображений HMI Continuum сразу после затмения, а затем после повторного прогрева сенсора.

Связь

SDO передает научные данные (Группа K ) от двух бортовых антенны с высоким коэффициентом усиления, и телеметрия (S-диапазон ) от двух бортовых всенаправленные антенны. Наземная станция состоит из двух выделенных (резервных) 18-метровых радиоантенн в Ракетный полигон Белых Песков, Нью-Мексико, построенный специально для SDO. Диспетчеры миссий управляют космическим кораблем дистанционно из Оперативного центра космических полетов Годдарда НАСА. Комбинированная скорость передачи данных составляет около 130 Мбит / с (150 Мбит / с с накладными расходами или 300 Мбит / с со скоростью 1/2. сверточное кодирование ), а аппарат генерирует примерно 1,5 терабайта данных в день (что эквивалентно загрузке около 500 000 песен).[7]

Запуск

ПытатьсяПланируетсяРезультатПовернисьПричинаТочка принятия решенияПогода идет (%)Примечания
110 фев 2010, 15:26:00Очищенный—Погода (сильный ветер) [19]Фев 10 2010, 16:26 (Т-3: 59, сразу после Т-4: 00 задержка)40%[20]окно с 10:26 до 11: 26a EST, попытки, сделанные в 10:26, 10:56 и 11:26
211 фев 2010, 15:23:00Успех0 дней, 23 часа, 57 минут60%[20]Окно: с 10:23 до 11:23 EST
Запуск 11.02.2010 15:23:00 универсальное глобальное время (10:23 EST)
Смотрите также: Окно запуска

НАСА с Запустить программу обслуживания в Космический центр Кеннеди управлял интеграцией и запуском полезной нагрузки.[21] SDO запущен из Космический стартовый комплекс 41 станции ВВС на мысе Канаверал, используя Атлас V -401 ракета с РД-180 питание Common Core Booster, который был разработан с учетом Усовершенствованная расходуемая ракета-носитель (EELV) программные требования.[22]

Орбита

Анимация обсерватории солнечной динамикис траектория с 11 февраля 2010 г. по 11 апреля 2010 г.
  Обсерватория солнечной динамики ·   земной шар

После запуска космический корабль был помещен в орбита вокруг Земли с начальным перигей около 2500 километров (1600 миль). Затем SDO провела серию маневров по поднятию орбиты, которые скорректировали ее орбиту, пока космический корабль не достиг запланированного. круговой, геостационарная орбита на высоте 35 789 километров (22 238 миль), на 102 ° западной долготы, наклонен под 28,5 °.[23] Эта орбита была выбрана для обеспечения круглосуточной связи с фиксированной наземной станцией и от нее, а также для сведения к минимуму солнечных затмений примерно до часа в день в течение всего нескольких недель в году.

Феномен Солнечной собаки

Спустя несколько мгновений после запуска ракета SDO Atlas V пролетела мимо солнечная собака висит в синем небе Флориды, и когда ракета проникает сквозь перистое облако, ударные волны пробегают сквозь облако и разрушают выравнивание кристаллов солнечной собаки, создавая видимый эффект ряби в небе.[24]

Талисман миссии - Камилла

Камилла Корона Резиновый цыпленок (похожий на детскую игрушку) и талисман миссии SDO. Это часть Образование и работа с общественностью команда и помогает с различными функциями, чтобы помочь просвещать общественность, в основном детей, о миссии SDO, фактах о Солнце и космическая погода.[25] Камилла также помогает информировать общественность о других миссиях НАСА и проектах, связанных с космосом. Camilla Corona SDO использует социальные медиа общаться с фанатами.

Галерея

  • Камилла Корона SDO.

  • Трехмерная схема SDO.

  • SDO Instruments.

  • СО готово к размещению на ракете Атлас для запуска.

  • Анимация, показывающая развертывание SDO.

  • Первое световое изображение с SDO, показывающее известное извержение.

  • Образ 2012 Прохождение Венеры взято SDO.

  • Этот фильм начинается с полного диска Солнца в видимом диапазоне длин волн. Затем фильтры накладываются на небольшие пирожные клинья Солнца.

  • SDO уже почти семь лет отсняла солнечную съемку в сверхвысоком разрешении. Этот промежуток времени показывает этот полный прогон с двух инструментов SDO.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "SDO Наш око на Солнце" (.PDF). НАСА. Получено 13 февраля, 2010.
  2. ^ Дин Песнелл; Кевин Аддисон (5 февраля 2010 г.). "SDO - Обсерватория солнечной динамики: Спецификации SDO". НАСА. Архивировано из оригинал 30 января 2010 г.. Получено 13 февраля, 2010.
  3. ^ а б c d е ж грамм "Подробная информация о спутнике SDO 2010-005A NORAD 36395". N2YO. 24 января 2015 г.. Получено 25 января, 2015.
  4. ^ Bourkland, Kristin L .; Лю, Куо-Чиа. "Проверка алгоритма наведения антенны с высоким коэффициентом усиления обсерватории солнечной динамики с использованием полетных данных". Американский институт аэронавтики и астронавтики. HDL:2060/20110015278. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  5. ^ Джастин Рэй. «Центр состояния миссии: Атлас 5 SDO». Космический полет сейчас. Получено 13 февраля, 2010.
  6. ^ Дин Песнелл; Кевин Аддисон (5 февраля 2010 г.). "SDO - Обсерватория солнечной динамики: о миссии SDO". НАСА. Получено 13 февраля, 2010.
  7. ^ а б c «Обсерватория солнечной динамики - наш взгляд в небо» (PDF). НАСА. 1 февраля 2010 г.. Получено 13 февраля, 2010.
  8. ^ "Домашняя страница солнечной и гелиосферной обсерватории". ЕКА / НАСА. 9 февраля 2010 г.. Получено 13 февраля, 2010.
  9. ^ «Обсерватория солнечной динамики - исследование Солнца в высоком разрешении» (PDF). НАСА. Получено 13 февраля, 2010.
  10. ^ Джонсон-Гро, Мара (11 февраля 2020 г.). «Десять фактов, которые мы узнали о Солнце из SDO НАСА за это десятилетие». НАСА. Получено 13 марта, 2020.
  11. ^ Дин Песнелл; Кевин Аддисон (5 февраля 2010 г.). «SDO - Обсерватория солнечной динамики: SDO Instruments». НАСА. Получено 13 февраля, 2010.
  12. ^ Группа исследований солнечной физики. «Гелиосейсмические и магнитные исследования». Стэндфордский Университет. Получено 13 февраля, 2010.
  13. ^ "SDO - EVE-Extreme эксперимент изменчивости ультрафиолета". LASP. 27 мая 2010 г. Архивировано с оригинал 16 июля 2011 г.. Получено 12 марта, 2020.
  14. ^ а б Вудс, Том (12 сентября 2007 г.). "Эксперимент с экстремальной ультрафиолетовой изменчивостью (EVE) на обсерватории солнечной динамики (SDO) | Аналогия с тем, как будут значительно улучшены измерения экстремальной ультрафиолетовой освещенности с помощью SDO EVE" (PDF). LASP. Архивировано из оригинал (PDF) 16 июля 2011 г.. Получено 22 сентября, 2011.
  15. ^ Рани Гран (7 сентября 2009 г.). «Первый прибор солнечной динамической обсерватории (SDO) прибывает в Центр космических полетов имени Годдарда НАСА». Центр космических полетов Годдарда. Получено 17 февраля, 2010.
  16. ^ "AIA - Сборка атмосферных изображений". Локхид Мартин. 3 февраля 2010 г.. Получено 14 февраля, 2010.
  17. ^ «Сборка атмосферных изображений - описания и руководства приборов, данных и пакетов программного обеспечения». Локхид Мартин. Получено 27 июня, 2012.
  18. ^ «SDO - Обсерватория солнечной динамики». Центр космических полетов Годдарда. НАСА. Получено 13 марта, 2020.
  19. ^ Данн, Марсия. «Сильный ветер задерживает запуск НАСА солнечной обсерватории». Ассошиэйтед Пресс. Получено 10 февраля, 2010.
  20. ^ а б "AFD-070716-027" (PDF). Военно-воздушные силы США, 45-я метеорологическая эскадрилья. Архивировано из оригинал (PDF) 13 июня 2011 г.. Получено 7 февраля, 2010.
  21. ^ «Новый взгляд на солнце» (Пресс-релиз). НАСА. Архивировано из оригинал 19 июня 2010 г.. Получено 13 февраля, 2010.
  22. ^ "Программа предоставления услуг по запуску SDO" (PDF). Получено 13 февраля, 2010.
  23. ^ Уилсон, Джим (11 февраля 2010 г.). «НАСА - Обсерватория солнечной динамики». Получено 13 февраля, 2010.
  24. ^ Филлипс, Тони (11 февраля 2011 г.). "SDO Sundog Mystery". НАСА. Получено 13 марта, 2020.
  25. ^ «SDO - Обсерватория солнечной динамики». sdo.gsfc.nasa.gov. Получено 3 мая, 2018.

внешняя ссылка

Инструменты