STEREO - STEREO

„STEREO satelit“ se přeadresuje tady. Hudební těleso viz Stereo satelit.
Tento článek je o kosmické lodi NASA. Pro další použití „Stereo“ viz Stereo (disambiguation).

STEREO
Nasazení panelů kosmických lodí STEREO (plodina) .jpg
Ilustrace kosmické lodi STEREO během nasazení solárního pole
Typ miseSluneční pozorování
OperátorNASA
ID COSPARUSTEREO-A: 2006-047A
STEREO-B: 2006-047B
SATCAT Ne.STEREO-A: 29510
STEREO-B: 29511
webová stránkahttp://stereo.gsfc.nasa.gov/
http://stereo.jhuapl.edu/
Trvání mise
  • Plánováno: 2 roky
  • Uplynulý STEREO-A: 14 let, 1 měsíc, 10 dní
  • STEREO-B finále: 9 let, 10 měsíců, 27 dní
Vlastnosti kosmické lodi
VýrobceUniverzita Johna Hopkinse Laboratoř aplikované fyziky
Odpalovací mše619 kg (1364 lb)
Suchá hmota547 kg (1206 lb)
Rozměry1,14 × 2,03 × 6,47 m
3,75 × 6,67 × 21,24 ft
Napájení475 W.
Začátek mise
Datum spuštění26. října 2006, 00:52 (2006-10-26UTC00: 52) UTC
RaketaDelta II 7925-10L
Spusťte webMys Canaveral SLC-17B
DodavatelUnited Launch Alliance
Konec mise
Poslední kontaktSTEREO-B: 23. září 2016
Orbitální parametry
Referenční systémHeliocentrický
DobaSTEREO-A: 346 dní
STEREO-B: 388 dní
← Hinode
MMS  →
 

STEREO (Observatoř solárních pozemských vztahů) je sluneční pozorovací mise.[1] V roce 2006 byly vypuštěny dvě téměř identické kosmické lodě na oběžné dráhy kolem Slunce, které způsobily, že se táhly dále dopředu a postupně klesaly za Zemi. To umožňuje stereoskopický zobrazování slunce a sluneční jevy, jako např výrony koronální hmoty.

Kontakt se STEREO-B byl v roce 2014 ztracen, ale STEREO-A je stále funkční.

Profil mise

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

  STEREO-B  Země

  slunce

Tyto dvě kosmické lodě STEREO byly vypuštěny 26. října 2006 v 00:52 UTC z odpalovací rampy 17B na letišti Stanice vzdušných sil Cape Canaveral na Floridě a Delta II Spouštěč 7925-10L do vysoce eliptický geocentrické dráhy. The apogee dosáhl oběžné dráhy Měsíce. 15. prosince 2006, na páté oběžné dráze, se pár otočil Měsícem a gravitační asistence. Vzhledem k tomu, že tyto dvě kosmické lodě byly na mírně odlišných drahách, byla kosmická loď „vpřed“ (A) katapultována na a heliocentrická oběžná dráha uvnitř oběžné dráhy Země, zatímco kosmická loď „vzadu“ (B) zůstala dočasně na vysoké oběžné dráze Země. Kosmická loď B se znovu setkala s Měsícem na stejné orbitální revoluci 21. ledna 2007 a byla katapultována z oběžné dráhy Země v opačném směru od kosmické lodi 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 změní −21 999 ° za rok. Vzhledem k tomu, že délka oběžné dráhy Země je kolem 940 milionů kilometrů, mají obě plavidla průměrnou rychlost v rotujícím geocentrickém referenčním rámci, ve kterém je Slunce vždy ve stejném směru, asi 1,8 km / s, ale rychlost se značně liší podle toho, jak blízko jsou k jejich příslušnému aphelionu nebo perihelionu (stejně jako na poloze Země). Jsou zobrazeny jejich aktuální polohy tady.

V průběhu času se bude kosmická loď STEREO od sebe i nadále oddělovat kombinovanou rychlostí přibližně 44 ° ročně. Nejsou k dispozici žádné finále pozice pro kosmickou loď. Dosáhli 90 ° oddělení 24. ledna 2009, což je stav známý jako kvadratura. To je zajímavé, protože hromadné výhozy viděné z boku na končetině jednou kosmickou lodí mohou být potenciálně pozorovány pomocí in situ částicové experimenty druhé kosmické lodi. Když procházeli Zemí Lagrangeovy body L4 a L5 na konci roku 2009 hledali Lagrangeovy (trojské) asteroidy. 6. února 2011 byly obě kosmické lodě od sebe přesně o 180 °, což umožnilo poprvé vidět celé Slunce najednou.[2]

I když se úhel zvětšuje, přidání pohledu na Zemi, např. Z Observatoř sluneční dynamiky, bude ještě několik let poskytovat pozorování celého Slunce. V roce 2015 došlo ke ztrátě kontaktu na několik měsíců, když kosmická loď STEREO prošla za Sluncem. Poté se začnou znovu přibližovat k Zemi s nejbližším přiblížením někdy v roce 2023. Nebudou znovu zachyceni na oběžnou dráhu Země.[3]

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 výše zmíněného období solární „konjunkce“. Tým si původně myslel, že se kosmická loď začala točit, čímž se snížilo množství energie, kterou by mohly solární panely generovat. Pozdější analýza přijaté telemetrie dospěla k závěru, že kosmická loď byla v nekontrolovaném otáčení kolem 3 ° za sekundu; to bylo příliš rychlé na to, aby to bylo možné okamžitě opravit pomocí jeho reakční kola, který by se stal přesyceným.[4][3]

NASA použila své Deep Space Network, nejprve týdně a později měsíčně, aby se pokusili obnovit komunikaci.[3]

Po 22 měsících ticha byl kontakt obnoven v 22:27 UTC 21. srpna 2016, kdy síť Deep Space Network uzavřela zámek na STEREO-B na 2,4 hodiny.[5][4][6]

Inženýři plánovali pracovat a vyvinout software pro opravu kosmické lodi, ale jakmile byl počítač zapnut, bylo by jen asi 2 minuty na to, aby se oprava nahrála, než by STEREO-B znovu vstoupil do poruchového režimu.[7] Dále, zatímco kosmická loď byla v době kontaktu energeticky pozitivní, její orientace by se unášela a úrovně výkonu klesaly. Bylo dosaženo obousměrné komunikace a do konce srpna a září byly odeslány příkazy k zahájení obnovy kosmické lodi.[4]

Šest pokusů o komunikaci mezi 27. zářím a 9. říjnem 2016 selhalo a po 23. září nebyla detekována nosná vlna. Inženýři zjistili, že během pokusu o sestupování z kosmické lodi pravděpodobně zmrzlý palivový ventil trysky vedl k tomu, že se otáčení zvyšovalo, spíše snižovalo .[4] Když se STEREO-B pohybovalo po své oběžné dráze, doufalo se, že jeho solární panely mohou znovu generovat dostatek energie pro nabití baterie.

Čtyři roky po počáteční ztrátě kontaktu NASA ukončila pravidelné operace obnovy s platností od 17. října 2018.[8]

Výhody mise

Hlavní výhodou mise je stereoskopický obrazy Slunce. Jinými slovy, protože satelity jsou v různých bodech po oběžné dráze Země, ale vzdálené od Země, mohou fotografovat části Slunce, které ze Země nejsou vidět. To vědcům NASA umožňuje přímo monitorovat odvrácenou stranu Slunce, místo aby odvodili aktivitu na odvrácené straně od údajů, které lze získat ze zemského pohledu na Slunce. Družice STEREO v zásadě monitorují odvrácenou stranu výrony koronální hmoty - masivní výbuchy solární bouře, solární plazma a magnetická pole, která jsou někdy vyhozena do vesmíru.[9]

Vzhledem k tomu, že záření z ejekcí koronální hmoty nebo CME může narušit zemskou komunikaci, letecké společnosti, energetické sítě a satelity, přesnější předpovědi CME mohou poskytnout operátorům těchto služeb větší varování.[9] Před STEREO byla detekce sluneční skvrny které jsou spojeny s CME na odvrácené straně Slunce bylo možné pouze pomocí helioseismologie, který poskytuje pouze mapy aktivity s nízkou rozlišovací schopností na opačné straně Slunce. Vzhledem k tomu, že se slunce otáčí každých 25 dní, byly podrobnosti na odvrácené straně pro Zemi neviditelné několik dní před STEREO. Období, kdy byla vzdálená strana Slunce dříve neviditelná, bylo hlavním důvodem mise STEREO.[10]

Vědec programu STEREO Madhulika Guhathakurta očekává teoretický „velký pokrok“ sluneční fyzika a předpovědi vesmírného počasí s příchodem stálých 360 ° výhledů na Slunce.[11] Pozorování STEREO jsou již začleněna do předpovědí sluneční aktivity pro letecké společnosti, energetické společnosti, satelitní operátory a další.[12]

STEREO bylo také použito k objevení 122 zákrytové dvojhvězdy a studovat stovky dalších proměnné hvězdy.[13] STEREO se může dívat na stejnou hvězdu až 20 dní.[13]

23. července 2012 bylo STEREO-A v cestě sluneční bouře roku 2012, který měl podobnou sílu jako Carringtonská událost.[14] Jeho přístrojové vybavení dokázalo shromáždit a předat značné množství dat o události. STEREO-A nebyla poškozena sluneční bouří.

Vědecké vybavení

Umístění nástrojů na STEREO

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

  • Korunní a heliosférické vyšetřování spojení se zemí Země (SECCHI) má pět kamer: extrémní ultrafialový snímač (EUVI) a dvě bílé světlo koronografy (COR1 a COR2). Tyto tři dalekohledy jsou souhrnně označovány jako Sun Centered Instrument Package nebo SCIP. Zobrazují sluneční disk a vnitřní a vnější korona. Dva další dalekohledy, heliosférické zobrazovače (nazývané HI1 a HI2), zobrazují prostor mezi Sluncem a Zemí. Účelem SECCHI je studovat 3-D vývoj výrony koronální hmoty skrz jejich úplnou cestu od povrchu Slunce přes koronu a meziplanetární médium až po jejich dopad na Zemi.[15][16]
  • Měření částic a přechodných jevů CME na místě (IMPACT), studovat energetické částice, trojrozměrná distribuce elektronů slunečního větru a meziplanetárního magnetického pole.[15][17]
  • Složení PLAsma a SupraThermal Ion (PLASTIC), ke studiu plazmatických charakteristik protony, částice alfa a těžké ionty.[15]
  • STEREO / VLNY (VLNY) je radiolokační sledovač ke studiu rádiových poruch cestujících ze Slunce na oběžnou dráhu Země.[15]

Subsystémy kosmických lodí

Každá kosmická loď STEREO měla a suchá hmota 547 kg (1206 lb) a startovací hmotnost 619 kg (1364 lb). Ve své skládané konfiguraci měl každý 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 zvýšila na 6,5 ​​m (21,24 ft).[18][19] Se všemi nasazenými nástrojovými rameny a anténami má rozměry 7,5 × 8,7 × 5,9 m (24,5 × 28,6 × 19,2 ft).[20] Solární panely mohou produkovat v průměru 596 wattů energie a kosmická loď spotřebuje v průměru 475 wattů.[18][19]

Kosmická loď STEREO je stabilizována ve 3 osách a každá má primární a záložní miniaturní inerciální měřící jednotka (MIMU) poskytl Honeywell.[21] Měří změny postoje kosmické lodi a každá MIMU obsahuje tři kruhové laserové gyroskopy detekovat úhlové změny. Další informace o přístupu poskytuje sledovač hvězd a SECCHI Guide Telescope.[22]

Palubní počítačové systémy STEREO jsou založeny na integrovaném elektronickém modulu (IEM), zařízení, které kombinuje jádro avionika v jedné krabici. Každá jednořetězcová kosmická loď nese dva CPU, jeden pro ovládání příkazů a dat a jeden pro vedení a řízení. Oba jsou radiačně tvrzené 25-megahertz IBM RAD6000 procesory, založené na SÍLA 1 CPU (předchůdce čipu PowerPC nalezený ve starších Macintosh ). Počítače, pomalé podle proudu osobní počítač standardy, jsou typické pro požadavky na záření potřebné pro misi STEREO.

STEREO také nese Actel FPGA toto použití trojitá modulární redundance pro radiační kalení. FPGA drží P24 MISC a CPU24 měkké mikroprocesory.[23]

Pro ukládání dat nese každá kosmická loď pevné skupenství rekordér schopný uložit až 1gigabajt každý. Jeho hlavní procesor shromažďuje a ukládá na zapisovači obrázky a další data z přístrojů STEREO, které lze poté odeslat zpět na Zemi. Kosmická loď má Pásmo X. downlink kapacita mezi 427 a 750kbit / s.[18][19]

Galerie

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

  • Spuštění sond STEREO na a Delta II raketa
    26. října 2006

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

  • A měsíční tranzit slunce pořízeného během kalibrace ultrafialových zobrazovacích kamer STEREO-B. Měsíc se jeví mnohem menší než ze Země, protože vzdálenost mezi kosmickou lodí a Měsícem byla několikanásobně větší než vzdálenost Země – Měsíc.
    25. února 2007

  • Jižní pól Slunce. Materiál je vidět, jak vybuchuje ze Slunce v pravé dolní části obrázku.
    Březen 2007

  • Trojrozměrný anaglyph pořízeno STEREO
    Březen 2007
    3d brýle červená azurová.svg 3D červená azurová pro správné zobrazení tohoto obrázku se doporučují brýle.

  • Trojrozměrný vrtět časoprostorem obrázek pořízený STEREO
    Březen 2007

  • Jupiter jak je vidět na STEREO-A HI1
    23. listopadu 2008

  • Téměř celá odvrácená strana Slunce
    2. února 2011

  • Téměř celý povrch Slunce, zachycen extrémní ultrafialové záření při 19,5 nm, s bílými čarami zobrazujícími sluneční souřadnice (0 ° je přímo k Zemi)
    10. února 2011

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

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

Viz také

Reference

  1. ^ "Časový plán NASA". NASA. 20. září 2006. Citováno 20. září 2006.
  2. ^ Zell, Holly, ed. (6. února 2011). „Vůbec první STEREO snímky celého Slunce“. NASA.
  3. ^ A b C Sarah, Frazier (11. prosince 2015). „Ukládání STEREO-B: Cesta k oživení 189 milionů mil“. NASA.
  4. ^ A b C d "Co je nového". Vědecké centrum STEREO. NASA. 11. října 2016. Archivovány od originál 23. října 2016.
  5. ^ Fox, Karen C. (22. srpna 2016). „NASA obnovuje kontakt s misí STEREO“. NASA. Citováno 22. srpna 2016.
  6. ^ Geldzahler, Barry; et al. (2017). Fázované pole široce oddělených antén pro kosmickou komunikaci a planetární radar (PDF). Konference Advanced Maui Optical and Space Surveillance Technologies Conference. 19. - 22. září 2017. Wailea, Maui, Havaj. s. 13–14. Bibcode:2017amos.confE..82G.
  7. ^ Mosher, Dave (23. srpna 2016). „NASA může mít na záchranu své dlouho ztracené kosmické lodi méně než 2 minuty“. Business Insider. Citováno 24. srpna 2016.
  8. ^ Kučera, Therese A., ed. (23. října 2018). „Aktualizace stavu STEREO-B“. Vědecké centrum NASA / STEREO. Citováno 26. února 2019.
  9. ^ A b "Sluneční paprsky vše pro dvojité vesmírné sondy". CBC News. 7. února 2011. Citováno 8. února 2011.
  10. ^ Lemonick, Michael (6. února 2011). „NASA představuje celé slunce, odvrácenou stranu a vše“. Čas. Citováno 8. února 2011.
  11. ^ Winter, Michael (7. února 2011). „Slunce svítí v prvních 360stupňových snímcích dvojitých sond“. USA dnes. Citováno 8. února 2011.
  12. ^ „Stereo satelity se pohybují po obou stranách Slunce“. BBC novinky. 6. února 2011. Citováno 8. února 2011.
  13. ^ A b „STEREO obrací svůj stálý pohled na proměnné hvězdy“. Astronomie. Královská astronomická společnost. 19. dubna 2011. Citováno 19. dubna 2011.
  14. ^ „Near Miss: The Solar Superstorm of July 2012“. NASA. 23. července 2014. Citováno 24. července 2014.
  15. ^ A b C d „Kosmická loď a nástroje STEREO“. NASA. 8. března 2006. Citováno 30. května 2006.
  16. ^ Howard, R. A .; Moses, J. D .; Socker, D. G .; Dere, K. P .; Cook, J. W. (červen 2002). „Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation (SECCHI)“. Pokroky ve vesmírném výzkumu. 29 (12): 2017–2026. Bibcode:2002AdSpR..29.2017H. doi:10.1016 / S0273-1177 (02) 00147-3.
  17. ^ Luhmann, J. G .; Curtis, D. W .; Lin, R. P .; Larson, D .; Schroeder, P .; et al. (2005). „DOPAD: Vědecké cíle a prvenství se STEREO“. Pokroky ve vesmírném výzkumu. 36 (8): 1534–1543. Bibcode:2005AdSpR..36.1534L. doi:10.1016 / j.asr.2005.03.033.
  18. ^ A b C Gurman, Joseph B., ed. (2007). "Kosmická loď STEREO". NASA / Goddard Space Flight Center. Citováno 22. srpna 2016.
  19. ^ A b C „STEREO - observatoř pozemských vztahů se sluneční energií“ (PDF). NASA. 2005. NP-2005-8-712-GSFC. Citováno 22. srpna 2016.
  20. ^ Beisser, Kerri (ed.). "STEREO - Vlastnosti". Laboratoř aplikované fyziky. Citováno 22. srpna 2016.
  21. ^ „Honeywell poskytne miniaturní inerciální měřící jednotky pro kosmické lodě STEREO“. Honeywell International. Archivovány od originál dne 25. listopadu 2005. Citováno 25. října 2006.
  22. ^ Driesman, Andrew; Hynes, Shane; Cancro, George (duben 2008). "Hvězdárna STEREO". Recenze vesmírných věd. 136 (1): 17–44. Bibcode:2008SSRv..136 ... 17D. doi:10.1007 / s11214-007-9286-z.
  23. ^ Mewaldt, R. A .; Cohen, C. M. S .; Cook, W. R.; Cummings, A. C .; Davis, A. J .; et al. (Duben 2008). „Nízkoenergetický dalekohled (LET) a SEP Central Electronics pro misi STEREO“ (PDF). Recenze vesmírných věd. 136 (1): 285–362. Bibcode:2008SSRv..136..285M. CiteSeerX  10.1.1.459.4982. doi:10.1007 / s11214-007-9288-x.

externí odkazy