Obserwatorium dynamiki słonecznej ma urządzenie do obrazowania heliosejsmicznego i magnetycznego (HMI), zespół obrazowania atmosferycznego (AIA), eksperyment z ekstremalną zmiennością ultrafioletową (EVE), a także macierze słoneczne i anteny o wysokim zysku.
(Zdjęcie: © NASA.)
Solar Dynamics Observatory to statek kosmiczny NASA wystrzelony w 2010 roku, w samą porę, aby uchwycić plamę słoneczną i aktywność słoneczną na szczycie w 2013 r. W ramach 11-letniego cyklu Słońca. Satelita stale rejestruje szczegółowe widoki atmosfery Słońca w wysokiej rozdzielczości, jakich nigdy wcześniej nie widziano.
Oprócz zwykłego obserwowania Słońca NASA korzysta z tego obserwatorium, aby lepiej przewidywać aktywność Słońca. SDO ma na celu zapewnienie wglądu w strukturę pola magnetycznego Słońca, a także w jaki sposób energia jest przenoszona ze Słońca w przestrzeń kosmiczną.
Do tej pory SDO rejestrowało obrazy rozbłysków słonecznych w wysokiej rozdzielczości, dostarczyło więcej informacji na temat przewidywania aktywności magnetycznej, a nawet uchwyciło dwie planety - Wenus i Merkurego - poruszające się po powierzchni Słońca (z perspektywy Ziemi).
Widok IMAX
SDO to pierwsza z sond programu NASA Living With a Star. Słońce jest nieocenionym źródłem energii i ciepła dla planety; jednak jego zmienność może z czasem powodować problemy. Duża burza słoneczna może na przykład niszczyć linie energetyczne lub satelity komunikacyjne. Dlatego głównym celem programu jest zrozumienie, dlaczego energia Słońca jest różna i jak może wpływać na Ziemię.
Jednym z instrumentów na pokładzie jest Zespół Obrazowania Atmosferycznego, który może rejestrować zdjęcia Słońca w rozdzielczości IMAX. Dzięki obrazom w wysokiej rozdzielczości dostępnym w większości z 10 dostępnych długości fal co 10 sekund, pozwala naukowcom obserwować koronę i widzieć wszelkie zmiany - bez względu na temperaturę. Oczekuje się, że ciągłe obserwacje dostarczą więcej informacji na temat przyczyn rozbłysków słonecznych i erupcji koronalnych.
Innymi instrumentami są helioseizm i magnetyczny aparat obrazujący, który może śledzić prądy elektryczne i aktywność magnetyczną w koronie, oraz eksperyment ekstremalnej zmienności ultrafioletowej, który monitoruje emisję promieniowania słonecznego w ultrafiolecie.
Statek kosmiczny pierwotnie miał pięcioletnią żywotność, ale przetrwał 11-letni cykl słoneczny i nadal działał dobrze od połowy 2018 r.
Uruchomienie i pierwszy rok w kosmosie
Budowa i uruchomienie SDO kosztowało 850 milionów USD. Satelita został wyniesiony w kosmos 11 lutego 2010 r. Na pokładzie rakiety Atlas V ze stacji lotniczej Cape Canaveral na Florydzie. Stamtąd satelita został umieszczony na pochyłej orbicie geosynchronicznej, która codziennie śledzi ścieżkę ósemkową nad Ziemią, obserwując słońce.
„Pochylona orbita geosynchroniczna SDO została wybrana, aby umożliwić ciągłe obserwacje Słońca i umożliwić jego wyjątkowo wysoką szybkość transmisji danych za pomocą jednej dedykowanej stacji naziemnej”, zgodnie ze stroną internetową Solar Dynamics Observatory.
Kontrolerzy byli zdumieni tym, co wyprodukowało SDO w pierwszym roku obserwacji, w szczególności widokiem korony słonecznej. Zwykle ta część Słońca jest najlepiej widoczna podczas zaćmień, ale dzięki SDO naukowcy mogli obserwować, co robi korona od jej wierzchołka do powierzchni Słońca.
„Nauka naprawdę się rozwija i bardzo ekscytujące jest poznanie wszystkich możliwości instrumentów”, powiedział Phil Spacelin, zastępca naukowca projektu SDO w Goddard Space Flight Center w Greenbelt, MD w 2011 r.
Misja zdecydowanie przekroczyła moje dotychczasowe oczekiwania - a moje oczekiwania były na początek wysokie ”.
Maksimum słoneczne, Wenus i „tornada”
Gdy słońce przesunęło się w kierunku maksimum słonecznego (kiedy aktywność słoneczna jest najwyższa) w 2013 roku, możliwości SDO naprawdę zaczęły świecić astronomom. Rozbłysk słoneczny z maja został zarejestrowany w wysokiej rozdzielczości, a zdjęcia o różnych długościach fal pokazują zakres erupcji znaczącej. Rozbłysk ten został jednak uznany za średni, co oznacza, że przed kamerami mogą pojawić się bardziej spektakularne erupcje.
Mając oko SDO na słońce, wszystko, co przechodzi przed nim, może zostać uchwycone przez kamerę. Godnym uwagi przykładem była Wenus, która przeleciała przez Słońce (z perspektywy Ziemi) 5-6 czerwca 2012 r. Wydarzenie jest przewidywalne, ale niezwykle rzadkie; ostatni tranzyt wcześniej miał miejsce w 2004 r., ale następny nie nastąpi przed 2117 r. W 2016 r. SDO uchwyciło także Merkurego, który przecinał twarz Słońca. Następny tranzyt odbędzie się 11 listopada 2019 r.
W 2016 roku SDO uchwyciło słoneczne „tornado”, które było pięć razy szersze niż Ziemia, poruszając się po powierzchni Słońca - zarówno na zdjęciach, jak i na wideo. W tym czasie NASA stwierdziła, że to prawdopodobnie pierwszy film wideo z tej działalności.
Tornado słoneczne zostało ukształtowane przez pole magnetyczne słońca; natomiast tornada na Ziemi występują z powodu działania wiatru. Poruszał się także znacznie szybciej; naukowcy oszacowali, że tornado Słońca wirowało z prędkością do 186 000 mil na godzinę (300 000 km / h), podczas gdy burza na Ziemi zwykle trwa nie szybciej niż około 300 mil na godzinę (483 km / h).
Więcej takich tornad plazmowych zostało schwytanych przez SDO, takich jak te, które miały miejsce pod koniec 2015 roku. Obserwowanie takich wydarzeń daje naukowcom więcej wglądu w mechanizmy produkcji plazmy słonecznej.
Obserwacje długoterminowe
Długoterminowe obserwacje Słońca w SDO pokazują również naukowcom, kiedy dzieje się coś innego. Na przykład w czerwcu 2011 r. Nastąpił wyrzut masy koronalnej, który wyrzucił ogromną ilość plazmy lub przegrzanego gazu. Naukowcy w 2014 r. Opublikowali wyniki, w których stwierdzili, że obserwowali, jak plazma rozpada się na „palce” materii w podobny sposób, jak w Mgławicy Kraba, pozostałości po supernowej. Była to niezwykła okazja do zbadania na dużą skalę zjawiska Rayleigha-Taylora.
Również w 2014 r. Naukowcy zaobserwowali pętle linii pola magnetycznego i wybuch w atmosferze Słońca. Materiał w wysokiej rozdzielczości zarejestrowany przez SDO potwierdził teorię, która była stosowana przez lata. Naukowcy stwierdzili, że tego rodzaju obserwacje ułatwią przewidzenie, gdzie dochodzi do wielkich rozbłysków, co może lepiej chronić infrastrukturę na Ziemi.
SDO na krótko przeszło usterkę w 2016 r., Kiedy to nie powróciło natychmiast do trybu nauki po tym, jak 2 sierpnia księżyc przemknął przed słońcem. NASA odzyskała instrumenty statku kosmicznego w ciągu tygodnia. W tym samym roku SDO uchwyciło również materiał filmowy z „dziury koronalnej” (obszaru o mniej gęstym materiale) w atmosferze Słońca,
W 2017 roku NASA opublikowała wideo pokazujące siedem lat obserwacji plam słonecznych przez SDO. W tym samym roku SDO uczestniczyło w obserwacjach całkowitego zaćmienia Słońca, które nawiedziło Stany Zjednoczone w sierpniu. SDO regularnie robi zdjęcia wszystkich zaćmień Słońca, w tym częściowego w październiku 2017 r. I całkowitego zaćmienia w dniu urodzin premiery 11 lutego 2018 r.
6 września 2017 r. Słońce pokazało, że wciąż może wysyłać olbrzymie rozbłyski słoneczne, nawet gdy nie jest w szczytowej aktywności. Wykluczono rozbłysk X9.3, najsilniejszy od 2006 roku. W listopadzie SDO zobaczyło również okrągły filament - chmurę naładowanych cząstek, które zwykle pojawiają się jako wydłużone pasmo. NASA powiedziała, że odkrycie nie było godne uwagi naukowej, ale wciąż interesujące, ponieważ jest to rzadki pogląd.
SDO miało popularną maskotkę z kurczaka o nazwie Camilla Corona SDO, która regularnie uczestniczyła w wydarzeniach społecznych NASA, a nawet raz pojechała balonem na skraj kosmosu. Maskotkę przeniesiono do bardziej ogólnych prac public relations w 2013 r.
