STEREO - STEREO

"STEREO satelit" přeadresuje tady. Hudební těleso najdete v části Stereo Satellite .
Tento článek je o kosmické lodi NASA. Další použití „Stereo“ viz Stereo (disambiguation) .

STEREO
Nasazení panelů vesmírných lodí STEREO (oříznutí) .jpg
Ilustrace kosmické lodi STEREO během nasazení solárního pole
Typ mise Pozorování Slunce
Operátor NASA
ID COSPARU STEREO-A: 2006-047A
STEREO-B: 2006-047B
SATCAT č. STEREO-A: 29510
STEREO-B: 29511
webová stránka http://stereo.gsfc.nasa.gov/
http://stereo.jhuapl.edu/
Délka mise
  • Plánováno: 2 roky
  • Uplynulý STEREO-A: 14 let, 10 měsíců, 22 dní
  • STEREO-B finále: 9 let, 10 měsíců, 27 dní
Vlastnosti kosmických lodí
Výrobce Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory
Spustit hmotu 619 kg (1364 liber)
Suchá hmota 547 kg (1206 liber)
Rozměry 1,14 × 2,03 × 6,47 m
3,75 × 6,67 × 21,24 ft
Napájení 475 W
Začátek mise
Datum spuštění 26. října 2006, 00:52  UTC ( 2006-10-26UTC00: 52 )
Raketa Delta II 7925-10L
Spusťte web Mys Canaveral SLC-17B
Dodavatel United Launch Alliance
Konec mise
Poslední kontakt STEREO-B: 23. září 2016
Orbitální parametry
Referenční systém Heliocentrický
Doba STEREO-A: 346 dní
STEREO-B: 388 dní
←  Hinode
MMS  →
 

STEREO ( Solar Terrestrial Relations Observatory ) je sluneční pozorovací mise. V roce 2006 byly na oběžné dráhy kolem Slunce vypuštěny dvě téměř identické kosmické lodě, které způsobily, že se přitáhly dále dopředu a postupně padaly za Zemi. To umožnilo stereoskopické zobrazování Slunce a slunečních jevů, jako jsou výrony koronální hmoty .

Kontakt se STEREO-B byl ztracen v roce 2014 poté, co vstoupil do nekontrolovaného roztočení, které bránilo jeho solárním panelům vytvářet dostatek energie, ale STEREO-A je stále v provozu.

Profil mise

Toto úvodní video ukazuje umístění STEREO a ukazuje současný obraz celého Slunce.
Animace trajektorie STEREO
Kolem Slunce
Ve vztahu ke Slunci a Zemi
  STEREO-A

  STEREO-B   Země

  slunce

Obě kosmické lodě STEREO byly vypuštěny 26. října 2006 v 00:52 UTC z odpalovací rampy 17B na stanici letectva Cape Canaveral na Floridě na odpalovacím zařízení Delta II 7925-10L na vysoce eliptické geocentrické oběžné dráhy . Apogee dosáhla oběžné dráhy Měsíce. Dne 15. prosince 2006, na páté oběžné dráze, se dvojice otočila k Měsíci o gravitační pomoc . Protože se obě kosmické lodě nacházely na mírně odlišných oběžných drahách, byla kosmická loď „vpředu“ (A) vyvržena na heliocentrickou oběžnou dráhu uvnitř oběžné dráhy Země, zatímco kosmická loď „za“ (B) zůstala dočasně na vysoké oběžné dráze Země. Kosmická loď B narazila na Měsíc znovu na stejné orbitální revoluci 21. ledna 2007, když byla vynesena z oběžné dráhy Země opačným směrem než kosmická loď A. Kosmická loď B vstoupila na heliocentrickou oběžnou dráhu mimo oběžnou dráhu Země. Kosmické lodi A bude trvat 347 dní, než dokončí jednu revoluci Slunce, a kosmické lodi B bude trvat 387 dní. Úhel kosmické lodi/Slunce/Země se zvýší o 21 650 ° za rok. Úhel kosmické lodi B/Slunce/Země se za rok změní o –21,999 °. Vzhledem k tomu, že délka oběžné dráhy Země je přibližně 940 milionů kilometrů, obě plavidla mají průměrnou rychlost v rotujícím geocentrickém referenčním rámci, ve kterém je Slunce vždy ve stejném směru, přibližně 1,8 km/s, ale rychlost se značně liší v závislosti na tom, jak blízko jsou k jejich příslušnému afelionu nebo perihelionu (stejně jako k poloze Země). Zde se zobrazuje jejich aktuální poloha .

V průběhu času se kosmická loď STEREO od sebe nadále oddělovala kombinovanou rychlostí přibližně 44 ° za rok. Pro kosmickou loď nebyly žádné konečné pozice. 24. ledna 2009 dosáhli oddělení 90 °, což je podmínka známá jako kvadratura . To bylo zajímavé, protože hromadné ejekce pozorované ze strany na končetinu jednou kosmickou lodí mohou být potenciálně pozorovány experimenty s částicemi in situ na druhé kosmické lodi. Když procházeli zemskými Lagrangeovými body L 4 a L 5 , na konci roku 2009 hledali Lagrangian (trojské) asteroidy . 6. února 2011 byly tyto dvě kosmické lodě od sebe přesně 180 °, což umožnilo poprvé vidět celé Slunce najednou.

I když se úhel zvyšuje, přidání pohledu na Zemi, např. Z observatoře Solar Dynamics , stále poskytuje pozorování na celém Slunci několik let. V roce 2015 byl kontakt na několik měsíců ztracen, když kosmická loď STEREO prošla za Sluncem. Poté se znovu začali přibližovat k Zemi, s nejbližším přiblížením někdy v roce 2023. Nebudou zachyceni na oběžnou dráhu Země.

Ztráta kontaktu se STEREO-B

1. října 2014 došlo ke ztrátě kontaktu se STEREO-B během plánovaného resetu, aby se otestovala automatizace plavidla, v očekávání zmíněné sluneční „konjunkce“. Tým si původně myslel, že se kosmická loď začala otáčet, čímž se snížilo množství energie, kterou by mohly generovat solární panely. Pozdější analýza přijaté telemetrie dospěla k závěru, že kosmická loď byla v nekontrolovaném otáčení asi 3 ° za sekundu; to bylo příliš rychlé na to, aby to bylo možné okamžitě napravit pomocí jeho reakčních kol , která by byla přesycená.

NASA použila svou Deep Space Network , nejprve týdně a později měsíčně, aby se pokusila obnovit komunikaci.

Po tichu 22 měsíců byl kontakt obnoven ve 22:27 UTC 21. srpna 2016, kdy síť Deep Space Network vytvořila zámek na STEREO-B na 2,4 hodiny.

Inženýři plánovali pracovat a vyvíjet software pro opravu kosmické lodi, ale jakmile byl její počítač napájen, byly by jen asi 2 minuty na nahrání opravy, než STEREO-B znovu vstoupí do režimu selhání. Kromě toho, zatímco byla kosmická loď v době kontaktu energeticky pozitivní, její orientace se unášela a úrovně výkonu klesaly. Bylo dosaženo obousměrné komunikace a příkazy k zahájení obnovy kosmické lodi byly odeslány do konce srpna a září.

Šest pokusů o komunikaci mezi 27. zářím a 9. říjnem 2016 selhalo a nosná vlna nebyla po 23. září detekována. Inženýři zjistili, že během pokusu o srazení kosmické lodi pravděpodobně zamrzlý palivový ventil trysky pravděpodobně vedl ke zvýšení rotace než klesající. Jak se STEREO-B pohyboval po své oběžné dráze, doufalo se, že jeho solární panely mohou opět generovat dostatek energie k nabíjení baterie.

Čtyři roky po počáteční ztrátě kontaktu NASA ukončila pravidelné operace obnovy účinné 17. října 2018.

Výhody mise

Hlavním přínosem mise byly stereoskopické obrazy Slunce. Jinými slovy, protože satelity jsou v různých bodech po oběžné dráze Země, ale vzdálené od Země, mohou fotografovat části Slunce, které nejsou ze Země vidět. To umožňuje vědcům z NASA přímo sledovat odvrácenou stranu Slunce, místo aby aktivitu na odvrácené straně odvozovali z údajů, které lze získat z pohledu Země na Slunce. Satelity STEREO v zásadě monitorují odvrácenou stranu, zda nedochází k koronálním hromadným ejekcím  - masivní výboje slunečního větru , sluneční plazmy a magnetických polí, která jsou někdy vyhozena do vesmíru.

Vzhledem k tomu, že záření z výronů koronální hmoty nebo CME může narušit pozemskou komunikaci, letecké společnosti, energetické sítě a satelity, má přesnější předpověď CME potenciál poskytnout větší varování provozovatelům těchto služeb. Před STEREO byla detekce slunečních skvrn, které jsou spojeny s CME na odvrácené straně Slunce, možná pouze pomocí helioseismologie , která poskytuje pouze mapy aktivity na vzdálené straně Slunce s nízkým rozlišením. Protože se Slunce otáčí každých 25 dní, detaily na odvrácené straně byly pro Zemi neviditelné několik dní před STEREO. Období, kdy byla odvrácená strana Slunce dříve neviditelná, bylo hlavním důvodem mise STEREO.

Vědec programu STEREO Madhulika Guhathakurta očekával „velké pokroky“ v teoretické sluneční fyzice a předpovědi kosmického počasí s příchodem neustálých 360 ° pohledů na Slunce. Pozorování společnosti STEREO jsou začleněna do předpovědí sluneční aktivity pro letecké společnosti, energetické společnosti, satelitní operátory a další.

STEREO bylo také použito k objevování 122 zákrytových dvojhvězd a ke studiu stovek dalších proměnných hvězd . STEREO se může dívat na stejnou hvězdu až 20 dní.

23. července 2012 byl STEREO-A v cestě sluneční bouři roku 2012 , která měla podobnou sílu jako Carringtonská událost . Jeho přístrojové vybavení dokázalo shromáždit a předat značné množství dat o události. STEREO-A nepoškodila sluneční bouře.

Vědecké přístroje

Umístění nástrojů na STEREO

Každá z kosmických lodí nese kamery, experimenty s částicemi a rádiové detektory ve čtyřech balíčcích nástrojů:

  • Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation (SECCHI) má pět kamer: extrémní ultrafialový snímač (EUVI) a dva koronografy s bílým světlem (COR1 a COR2). Tyto tři teleskopy jsou souhrnně známé jako Sun Centered Instrument Package nebo SCIP. Zobrazují sluneční disk a vnitřní a vnější korónu . Dva další teleskopy, heliosférické snímače (nazývané HI1 a HI2), zobrazují prostor mezi Sluncem a Zemí. Účelem SECCHI je studovat 3-D vývoj ejekcí koronální hmoty přes jejich celou cestu od povrchu Slunce přes korónu a meziplanetární médium až po jejich dopad na Zemi. Hlavním vyšetřovatelem SECCHI byl Russell Howard.
  • In-situ měření částic a přechodových jevů CME (IMPACT) , ke studiu energetických částic , trojrozměrné distribuce elektronů slunečního větru a meziplanetárního magnetického pole. Janet Luhmannová byla hlavní vyšetřovatelkou IMPACT.
  • PLAsma a SupraThermal Ion Composition (PLASTIC) , vedená Antoinette Galvin , ke studiu plazmatických charakteristik protonů , alfa částic a těžkých iontů .
  • STEREO/WAVES (SWAVES) je rádiový sledovač, který studuje rádiové poruchy cestující ze Slunce na oběžnou dráhu Země. Jean Louis Bougeret byl hlavním vyšetřovatelem společnosti SWAVES, spoluřešitel Michael Kaiser.

Podsystémy kosmických lodí

Každá kosmická loď STEREO měla suchou hmotnost 547 kg (1206 lb) a startovací hmotnost 619 kg (1364 lb). Ve své složené konfiguraci měla každá délku, šířku a výšku 2,0 × 1,2 × 1,1 m (6,67 × 4,00 × 3,75 ft). Po nasazení solárního pole se jeho šířka zvětšila na 6,5 ​​m (21,24 ft). Se všemi svými přístrojovými výložníky a anténami jsou jeho rozměry 7,5 × 8,7 × 5,9 m (24,5 × 28,6 × 19,2 ft). Solární panely mohou produkovat v průměru 596 wattů energie a kosmická loď spotřebuje v průměru 475 wattů.

Kosmické lodě STEREO jsou stabilizovány ve 3 osách a každá má primární a záložní miniaturní inerciální měřicí jednotku (MIMU) poskytovanou společností Honeywell . Měří změny v postoji kosmické lodi a každá MIMU obsahuje tři prstencové laserové gyroskopy pro detekci úhlových změn. Další informace o poloze poskytuje hvězdný tracker a teleskop SECCHI Guide Telescope.

Palubní počítačové systémy STEREO jsou založeny na integrovaném elektronickém modulu (IEM), zařízení, které kombinuje základní avioniku v jednom boxu. Každá jednořetězcová kosmická loď nese dva CPU, jeden pro řízení a zpracování dat a jeden pro navádění a řízení. Oba jsou záření tvrzená 25- megahertz IBM RAD6000 procesory, na základě Power1 CPU (předchůdce PowerPC čipu nalézt ve starších Macintosh ). Počítače, pomalé podle současných standardů osobních počítačů , jsou typické pro požadavky na záření potřebné pro misi STEREO.

STEREO také nese Actel FPGA, které využívají trojitou modulární redundanci pro radiační kalení. FPGA obsahují měkké mikroprocesory P24 MISC a CPU24 .

Pro ukládání dat má každá kosmická loď polovodičový záznamník, který dokáže uložit až 1  gigabajt každého. Jeho hlavní procesor shromažďuje a ukládá do rekordéru obrázky a další data z přístrojů společnosti STEREO, která lze poté odeslat zpět na Zemi. Kosmická loď má kapacitu downlinku v pásmu X mezi 427 a 750  kbit/s .

Galerie

  • Sondy STEREO naskládané v Astrotech na Floridě
    11. srpna 2006

  • Vypuštění sondy STEREO na raketu Delta II
    26. října 2006

  • Jeden z prvních snímků Slunce pořízený STEREO
    4. prosince 2006

  • Lunární tranzit slunce zachycen při kalibraci ultrafialových zobrazovacích kamer stereo-B je. Měsíc se zdá být mnohem menší než ze Země, protože oddělení kosmické lodi a Měsíce bylo několikrát větší než vzdálenost Země - Měsíc.
    25. února 2007

  • Sluneční jižní pól. V pravé dolní části obrázku je vidět materiál vycházející ze Slunce.
    Března 2007

  • Ke správnému zobrazení tohoto obrázku se doporučuje trojrozměrný anaglyf pořízený 3D červenými azurovými brýlemi společnosti STEREO z
    března 2007     .
    3D brýle červené azurové. Svg

  • Trojrozměrný obraz kroutícího času v prostoru pořízený STEREO v
    březnu 2007

  • Jupiter z pohledu STEREO-A HI1
    23. listopadu 2008

  • Téměř celá odvrácená strana Slunce
    2. února 2011

  • Téměř celý povrch Slunce, zachycený v extrémním ultrafialovém záření při 19,5 nm, s bílými čarami ukazujícími sluneční souřadnice (0 ° je přímo k Zemi)
    10. února 2011

  • Celý den slunečních dat ze satelitů STEREO
    13. – 14. Února 2011

  • K 10. výročí společnosti STEREO náměstek vědeckého pracovníka Terry Kučera poskytuje přehled 5 nejlepších příběhů o úspěchu mise.

Viz také

Reference

externí odkazy