Solar Dynamics Observatory

Solar Dynamics Observatory
Solar Dynamics Observatory 1.jpg
Solar Dynamics Observatory Satellite
Namen SDO
Missietype Zonne -onderzoek[1]
Operator NASA GSFC[2]
COSPAR ID 2010-005a Edit this at Wikidata
Satcat nee. 36395
Website http://sdo.gsfc.nasa.gov
Missieduur 5 jaar (gepland)
12 jaar, 8 maanden, 15 dagen (verstreken)
Ruimtevaartuigen
Ruimtevaartuigtype Solar Dynamics Observatory
Fabrikant Goddard Space Flight Center
Lanceer massa 3.100 kg (6.800 lb)
Droge massa 1.700 kg (3.700 lb)
Lading massa 290 kg (640 lb)
Start van missie
Lanceerdatum 11 februari 2010, 15:23:00 UTC
Raket Atlas V 401
Lanceringssite Cape Canaveral, SLC-41
Aannemer United Launch Alliance
Orbitale parameters
Referentie systeem Geocentrische baan[3]
Regime Geosynchrone baan
Lengtegraad 102 ° West
Solar Dynamics Observatory insignia.png
Observatorium van de zonne -dynamiek
De gedetailleerde afbeeldingen opgenomen door SDO in 2011–2012 hebben wetenschappers geholpen nieuwe geheimen over de zon te ontdekken.

De Solar Dynamics Observatory (SDO) is een NASA missie die de Zon sinds 2010.[4] Het observatorium gelanceerd op 11 februari 2010, maakt deel uit van de Leven met een ster (LWS) programma.[5]

Het doel van het LWS -programma is het ontwikkelen van het wetenschappelijke begrip dat nodig is om die aspecten van de verbonden effectief aan te pakken Zon–Aarde systeem dat rechtstreeks van invloed is op het leven en de samenleving.Het doel van de SDO is om de invloed van de zon op de aarde en bijna-aarderuimte te begrijpen door de zonne-atmosfeer te bestuderen op kleine schalen van ruimte en tijd en in veel golflengten tegelijkertijd.SDO heeft onderzoek gedaan hoe de Sun's magnetische veld wordt gegenereerd en gestructureerd, hoe deze opgeslagen magnetische energie wordt omgezet en vrijgegeven in de heliosfeer en geospace in de vorm van zonnewind, energetische deeltjes en variaties in de Zonne -bestraling.[6]

Algemeen

Deze visualisatie beslaat dezelfde tijdspanne van 17 uur over het volledige golflengtebereik van de SDO.
De lancering, 11 februari 2010 om 15:23:00 UTC

Het SDO -ruimtevaartuig is ontwikkeld bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Marylanden gelanceerd op 11 februari 2010, vanuit Cape Canaveral Air Force Station (CCAF's).De primaire missie duurde vijf jaar en drie maanden, met de uitgestrekte dingen die naar verwachting minstens tien jaar zullen duren.[7] Sommigen beschouwen SDO als een vervolgmissie voor de Zonne- en heliosferisch observatorium (SOHO).[8]

SDO is een Stabiliseerd ruimtevaartuig met drie as, met twee zonne -arrays, en twee high-gain antennes, in een hellende geosynchrone baan in de omgeving van Aarde.

Het ruimtevaartuig bevat drie instrumenten:

Gegevens die door het vaartuig worden verzameld, worden zo snel mogelijk beschikbaar gesteld nadat deze is ontvangen.[9]

Vanaf februari 2020 zal SDO naar verwachting operationeel blijven tot 2030.[10]

Instrumenten

Helioseismische en magnetische imager (HMI)

Vergelijking van HMI -continuümbeelden onmiddellijk na een verduisteringen dan nadat de sensor opnieuw is verwarmd.

De Helioseismisch en magnetische imager (HMI), geleid uit Stanford universiteit in Stanford, Californië, bestudeert zonnevariabiliteit en karakteriseert het interieur van de zon en de verschillende componenten van magnetische activiteit.HMI neemt metingen met hoge resolutie van het longitudinale en vector magnetische veld over de gehele zichtbare zonne-schijf[hoe?] dus de mogelijkheden van de mogelijkheden van Soho's MDI -instrument.[11]

HMI produceert gegevens om de interieurbronnen en mechanismen van zonnevariabiliteit te bepalen en hoe de fysieke processen in de zon gerelateerd zijn aan het magnetische veld en de activiteit van het oppervlak.Het produceert ook gegevens om schattingen van het coronale magnetische veld mogelijk te maken voor studies van variabiliteit in de uitgebreide zonne -atmosfeer.HMI -waarnemingen zullen het mogelijk maken om de relaties tussen de interne dynamiek en magnetische activiteit tot stand te brengen om zonnevariabiliteit en de effecten ervan te begrijpen.[12]

Extreme ultraviolet variabiliteitsexperiment (EVE)

Het extreme ultraviolet variabiliteitsexperiment (EVE) meet de Zon's Extreme ultraviolet bestraling met verbeterd spectrale resolutie, "tijdelijke cadans", nauwkeurigheid en precisie ten opzichte van voorafgaande metingen gemaakt door Getimed ZIEN, Soho, en Sporter XPS.Het instrument bevat op natuurkunde gebaseerde modellen om het wetenschappelijk begrip van de relatie tussen zonne-energie verder te kunnen bevorderen EUV Variaties en magnetische variatie -veranderingen in de zon.[13]

De output van de zon van energetisch extreme ultraviolet fotonen is vooral wat de Aarde's bovenste sfeer en creëert de ionosfeer.Zonne -EUV bestraling De output ondergaat constante veranderingen, zowel van moment tot moment als over de 11-jarige van de zon zonnecyclus, en deze veranderingen zijn belangrijk om te begrijpen, omdat ze een aanzienlijke impact hebben op atmosferische verwarming, satellietweerstand, en communicatie Systeemafbraak, inclusief verstoring van de Globaal positioneringssysteem.[14]

Het EVE -instrumentpakket werd gebouwd door de Universiteit van Colorado Boulder's Laboratorium voor atmosferische en ruimtefysica (Lasp), met Dr. Tom Woods als hoofdonderzoeker,[7] en werd geleverd aan NASA Goddard Space Flight Center op 7 september 2007.[15] Het instrument biedt verbeteringen van maximaal 70% in spectrale resolutiemetingen in de golflengten onder 30 nm, en een verbetering van 30% in "tijdcadans" door om de 10 seconden metingen te nemen van meer dan 100% arbeidscyclus.[14]

Atmosferische beeldvorming (AIA)

De atmosferische beeldvorming (AIA), geleid uit de Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory (LMSAL), biedt continue full-disk observaties van de zonne-energie chromosfeer en corona in zeven Extreme ultraviolet (EUV) kanalen, die een temperatuurbereik overspannen van ongeveer 20.000 kelvin tot meer dan 20 miljoen kelvin.De 12-seconden cadans van de beeldstroom met 4096 bij 4096 pixelbeelden op 0,6 ArcSec/pixel biedt ongekende aanzichten van de verschillende fenomenen die plaatsvinden in de zich ontwikkelende buitenste atmosfeer.

Het AIA Science Investigation wordt geleid door LMSAL, dat ook het instrument exploiteert en - gezamenlijk met Stanford University - het Joint Science Operations Center runt waar alle gegevens worden geserveerd aan de wereldwijde wetenschappelijke gemeenschap, evenals het grote publiek.LMSAL ontwierp de algehele instrumentatie en leidde de ontwikkeling en integratie ervan.De vier telescopen die de individuele lichte feeds voor het instrument leveren, zijn ontworpen en gebouwd op de Smithsonian Astrophysical Observatory (Sao).[16] Sinds zijn operationele fase op 1 mei 2010 is AIA met succes gewerkt met een ongekende EUV -beeldkwaliteit.

AIA -golflengtekanaal Bron [17] Regio van zonne -atmosfeer Kenmerk
temperatuur-
wit Licht (450 nm) continuüm Fotosfeer 5000 K
170 nm continuüm Temperatuurminimum, fotosfeer 5000 K
160 nm C IV + continuüm Overgangsgebied en bovenwerk fotosfeer 105 en 5000 K
33.5 nm Fe xvi Actieve regio corona 2.5 × 106 K
30.4 nm Hij II Chromosfeer en overgangsgebied 50.000 K
21.1 nm Fe XIV Actieve regio corona 2 × 106 K
19.3 nm Fe xii, xxiv Corona en heet gloed plasma 1.2 × 106 en 2x107 K
17.1 nm Fe IX Stil corona, bovenste overgangsgebied 6.3 × 105 K
13.1 nm Fe viii, xx, xxiii Uitpakkend Regio's 4 × 105, 107 en 1,6 × 107 K
9.4 nm Fe xviii Uitpakkend Regio's 6.3 × 106 K

Foto's van de zon in deze verschillende regio's van het spectrum zijn te zien op de SDO Data -website van NASA.[18] Afbeeldingen en films van de zon die op elke dag van de missie wordt gezien, inclusief binnen het laatste half uur, zijn te vinden op De zon vandaag.

Communicatie

SDO Down-Links Science Data (K-band) van zijn twee aan boord high-gain antennes, en telemetrie (S-band) van zijn twee aan boord omnidirectionele antennes.Het grondstation bestaat uit twee toegewijde (overbodige) 18-meter radio-antennes in Wit raketbereik, New Mexico, specifiek gebouwd voor SDO.Missie -controllers bedienen het ruimtevaartuig op afstand van de Missie Operations Center Bij NASA Goddard Space Flight Center.De gecombineerde gegevenssnelheid is ongeveer 130 mbit/s (150 mbit/s met overhead, of 300 msymbolen/s met snelheid 1/2 convolutionele codering), en het vaartuig genereert ongeveer 1,5 Terabytes van gegevens per dag (gelijk aan het downloaden van ongeveer 500.000 nummers).[7]

Launch

Poging Gepland Resultaat Omdraaien Reden Besluitmoment Weer Go (%) Aantekeningen
1 10 februari 2010, 15:26:00 uur Geschrobd — Weer (harde wind) [19] 10 februari 2010, 16:22 uur(T-3: 59, onmiddellijk na T-4: 00 houd) 40% [20] Venster 10:26 tot 11:26 EST, pogingen gedaan om 10:26, 10:56 en 11:26 EST
2 11 feb 2010, 15:23:00 uur Succes 0 dagen, 23 uur, 57 minuten 60% [20] Venster: 10:23 tot 11:23 EST

NASA's Lanceer serviceprogramma Bij Kennedy Space Center Beheerde de payload -integratie en lancering.[21] De SDO is gelanceerd van Cape Canaveral Space Launch Complex 41 (SLC-41), met behulp van een Atlas V-401 raket met een RD-180 aangedreven Common Core Boosterdie is ontwikkeld om te voldoen aan de Geëvolueerd vervangbaar lanceervoertuig (EELV) Programma -vereisten.[22]

Baan

Animatie van Solar Dynamics Observatory's Traject van 11 februari 2010 tot 11 april 2010
 Solar Dynamics Observatory ·   Aarde

Na de lancering werd het ruimtevaartuig in een baan rond de Aarde met een eerste perigee van ongeveer 2500 km (1.600 km).SDO onderging vervolgens een reeks orbit-raderende manoeuvres die zijn baan aanpassen totdat het ruimtevaartuig zijn geplande bereikte circulaire, geosynchrone baan op een hoogte van 35.789 km (22,238 km), op 102 ° West Lengtegraad, hellend bij 28,5 °.[23] Deze baan werd gekozen om 24/7 communicatie toe te staan van/naar de Vaste grondstationen om te minimaliseren Zonne -eclipsen tot ongeveer een uur per dag voor slechts een paar weken per jaar.

Sun Dog Fenomeen

Even na de lancering drong SDO's Atlas V Rocket door binnen cirruswolk die zichtbaar creëerde schokgolven in de lucht en vernietigde de afstemming van ijskristallen die een vormden Zon hond zichtbaar voor toeschouwers.[24]

Mission Mascot - Camilla

Camilla Corona is een rubberen kip (vergelijkbaar met een speelgoed voor kinderen), en is de missie mascotte voor SDO.Het maakt deel uit van de Onderwijs en openbare outreach Team en helpt bij verschillende functies om het publiek, voornamelijk kinderen, te informeren over de SDO -missie, feiten over de zon en Space Weer.[25] Camilla helpt ook bij het kruisen van het publiek over anderen NASA Missies en ruimtegerelateerde projecten.Camilla Corona SDO gebruikt sociale media om te communiceren met fans.

Beeldgalerij

  • SDO: Jaar 5

  • Camilla Corona SDO

    Camilla Corona SDO

  • SDO 3-D schematic

    SDO 3D-schema

  • SDO Instruments

    SDO -instrumenten

  • SDO ready to be placed on Atlas rocket for launch.

    SDO klaar om op Atlas Rocket te worden geplaatst voor lancering.

  • Een animatie die de inzet van SDO toont.

  • First light image from the SDO showing a prominence eruption.

    Eerste lichtafbeelding van de SDO die een prominente uitbarsting toont.

  • An image of the 2012 transit of Venus taken by SDO.

    Een afbeelding van de Transit van Venus 2012 genomen door SDO.

  • Deze film opent met een full-disk uitzicht op de zon in zichtbare golflengten.Dan worden de filters aangebracht op kleine taartvormige wiggen van de zon.

  • SDO heeft nu bijna zeven jaar aan ultrahoge resolutie zonnebeelden veroverd.Deze time -lapse laat zien dat volledige run van twee van de instrumenten van SDO.

Stempels

Het postkantoor van de Verenigde Staten kondigde op 15 januari 2021 aan dat ze een reeks postzegels zouden uitbrengen die beelden benadrukken van de zon die is vastgelegd door NASA's Solar Dynamics Observatory.

NASA's beelden van de dynamische en oogverblindende schoonheid van de zon hebben de aandacht van miljoenen geboeid.In 2021 presenteert de Amerikaanse postdienst de vele gezichten van de zon met een reeks Sun Science Forever -postzegels die beelden tonen van zonne -activiteiten vastgelegd door NASA's Solar Dynamics Observatory (SDO)."Ik ben mijn hele leven een postzegelverzamelaar geweest en ik kan niet wachten om NASA -wetenschap op deze manier te zien gemarkeerd", zei Thomas Zurbuchen, geassocieerd beheerder voor NASA's Directoraat Wetenschapsmissie (SMD) in Washington, D.C. "Ik voel dat de natuurlijke wereld om ons heen net zo mooi is als kunst, en het is inspirerend om de import en opwinding van het bestuderen van de zon met mensen in het hele land te kunnen delen".[26]

De set met 20 stemmen bevat tien afbeeldingen die de wetenschap vieren achter de voortdurende verkenning van NASA van onze dichtstbijzijnde ster.De afbeeldingen tonen gemeenschappelijke gebeurtenissen op de zon, zoals zonnevlammen, zonnevlekken en coronale lussen.SDO heeft de Zon voor meer dan tien jaar.Uitgerust met apparatuur om afbeeldingen van de zon vast te leggen in meerdere golflengten van zichtbaar, ultraviolet, en Extreme ultraviolet Light, SDO heeft tijdens zijn ambtstermijn honderden miljoenen beelden verzameld om wetenschappers te helpen leren hoe onze ster werkt en hoe de constant karnende magnetische velden de zonneactiviteit creëren die we zien.[26]

Die zonne -activiteit kan rijden Space Weer dichterbij Aarde dat kan interfereren technologie en radiocommunicatie in de ruimte.Naast deze onmiddellijke relevantie voor ons hightech dagelijkse leven, heeft de studie van de zon en de invloed ervan op de planeten en de ruimte eromheen-een onderzoeksveld dat bekend staat als heliofysica-diepgaande implicaties voor het begrip van onze Zonnestelsel en de duizenden zonnestelsels die buiten de onze zijn ontdekt.Als onze naaste ster is de zon de enige nabijgelegen ster die mensen in detail kunnen bestuderen, waardoor het een vitale bron van gegevens is.[26]

Zie ook

Referenties

  1. ^ "Sdo ons oog op de zon" (PDF). NASA. Opgehaald 13 februari 2010. Public Domain Dit artikel bevat tekst uit deze bron, die zich in de publiek domein.
  2. ^ Dean Pesnell;Kevin Addison (5 februari 2010). "Solar Dynamics Observatory: SDO -specificaties". NASA. Gearchiveerd van het origineel op 30 januari 2010. Opgehaald 13 februari 2010. Public Domain Dit artikel bevat tekst uit deze bron, die zich in de publiek domein.
  3. ^ "SDO 2010-005a". N2YO. 24 januari 2015. Opgehaald 25 januari 2015.
  4. ^ Bourkland, Kristin L.;Liu, Kuo-Chia (25 juli 2011)."Verificatie van het Solar Dynamics Observatory Observatorium Hoge versterkingantenne -wijs algoritme met behulp van vluchtgegevens".American Institute of Aeronautics and Astronautics. HDL:2060/20110015278. {{}}: Cite Journal vereist |journal= (helpen)
  5. ^ Justin Ray. "Missie Status Center: Atlas v SDO". SpaceFlight nu. Opgehaald 13 februari 2010.
  6. ^ Dean Pesnell;Kevin Addison (5 februari 2010). "Solar Dynamics Observatory: About the SDO -missie". NASA. Gearchiveerd van het origineel op 30 juni 2007. Opgehaald 13 februari 2010. Public Domain Dit artikel bevat tekst uit deze bron, die zich in de publiek domein.
  7. ^ a b c "Solar Dynamics Observatory - Ons oog op de hemel" (PDF).NASA.1 februari 2010. Opgehaald 13 februari 2010. Public Domain Dit artikel bevat tekst uit deze bron, die zich in de publiek domein.
  8. ^ "Solar en heliosferische observatorium homepage".NASA /ESA.9 februari 2010. Opgehaald 13 februari 2010. Public Domain Dit artikel bevat tekst uit deze bron, die zich in de publiek domein.
  9. ^ "Solar Dynamics Observatory - het verkennen van de zon in high definition" (PDF). NASA. Opgehaald 13 februari 2010. Public Domain Dit artikel bevat tekst uit deze bron, die zich in de publiek domein.
  10. ^ Johnson-Groh, Mara (11 februari 2020). "Tien dingen die we hebben geleerd over de zon van NASA's SDO dit decennium". NASA. Opgehaald 13 maart 2020. Public Domain Dit artikel bevat tekst uit deze bron, die zich in de publiek domein.
  11. ^ Dean Pesnell;Kevin Addison (5 februari 2010). "Solar Dynamics Observatory: SDO -instrumenten". NASA. Opgehaald 13 februari 2010. Public Domain Dit artikel bevat tekst uit deze bron, die zich in de publiek domein.
  12. ^ Solar Physics Research Group. "Helioseismisch en magnetisch imager -onderzoek". Stanford universiteit. Opgehaald 13 februari 2010.
  13. ^ "SDO-Eve-Extreme Ultraviolet variabiliteitsexperiment".Laboratorium voor atmosferische en ruimtefysica (LASP).27 mei 2010. Gearchiveerd van het origineel op 16 juli 2011. Opgehaald 12 maart 2020.
  14. ^ a b Woods, Tom (12 september 2007). "Extreme ultraviolet variabiliteitsexperiment (EVE) op de Solar Dynamics Observatory (SDO) | Analogie over hoe de SDO EVE -metingen van de extreme ultraviolette bestraling van de zonne -energie sterk zullen worden verbeterd" (PDF).Laboratorium voor atmosferische en ruimtefysica (LASP).Gearchiveerd van het origineel (PDF) op 16 juli 2011. Opgehaald 22 september 2011.
  15. ^ Rani Gran (7 september 2009). "First Solar Dynamic Observatory (SDO) instrument arriveert in NASA Goddard Space Flight Center". NASA. Opgehaald 17 februari 2010. Public Domain Dit artikel bevat tekst uit deze bron, die zich in de publiek domein.
  16. ^ "AIA - Atmospheric Imaging Assembly".Lockheed Martin.3 februari 2010. Opgehaald 14 februari 2010.
  17. ^ "Atmosferische beeldvorming - beschrijvingen en handleidingen van instrumenten, gegevens en softwarepakketten". Lockheed Martin. Opgehaald 27 juni 2012.
  18. ^ "Solar Dynamics Observatory". Goddard Space Flight Center. NASA. Opgehaald 13 maart 2020. Public Domain Dit artikel bevat tekst uit deze bron, die zich in de publiek domein.
  19. ^ Dunn, Marcia. "Stijve wind vertraagt NASA -lancering van Solar Observatory". De bijbehorende pers. Opgehaald 10 februari 2010.
  20. ^ a b "AFD-070716-027" (PDF).Verenigde Staten Airforce, 45th Weather Squadron.Gearchiveerd van het origineel (PDF) op 13 juni 2011. Opgehaald 7 februari 2010.
  21. ^ "Een nieuw oog op de zon" (Persbericht). NASA. Gearchiveerd van het origineel Op 19 juni 2010. Opgehaald 13 februari 2010. Public Domain Dit artikel bevat tekst uit deze bron, die zich in de publiek domein.
  22. ^ "SDO Launch Services Program" (PDF). Opgehaald 13 februari 2010. Public Domain Dit artikel bevat tekst uit deze bron, die zich in de publiek domein.
  23. ^ Wilson, Jim (11 februari 2010). "Solar Dynamics Observatory". Opgehaald 13 februari 2010. Public Domain Dit artikel bevat tekst uit deze bron, die zich in de publiek domein.
  24. ^ Phillips, Tony (11 februari 2011). "SDO Sundog Mystery". NASA. Opgehaald 13 maart 2020. Public Domain Dit artikel bevat tekst uit deze bron, die zich in de publiek domein.
  25. ^ "Solar Dynamics Observatory". sdo.gsfc.nasa.gov. Gearchiveerd van het origineel Op 19 oktober 2011. Opgehaald 3 mei 2018. Public Domain Dit artikel bevat tekst uit deze bron, die zich in de publiek domein.
  26. ^ a b c "De Amerikaanse postdienst om NASA Sun Science Forever Stamps uit te geven".NASA.15 januari 2021. Opgehaald 19 januari 2021. Public Domain Dit artikel bevat tekst uit deze bron, die zich in de publiek domein.

Externe links

Instrumenten