NASAs STEREO -mission: En søgen efter at lære mere om solen

NASAs Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) har studeret solen i over et årti. Missionen var oprindeligt sammensat af to næsten identiske rumfartøjer, men mistede et i 2014. Den resterende satellit fortsætter med at foretage dybdegående observationer af solen. Missionen har givet et væld af oplysninger om vores nærmeste stjerne .





En toårig mission

Lanceret den 25. oktober 2006 fra Cape Canaveral Air Force Station i Florida delte de to teleskoper i golfvognstørrelse en enkelt raket ud i rummet. STEREO forude (A) kom ind i en bane omkring solen lidt mindre end Jorden, og bevægede sig hurtigere end vores planet, mens STEREO Bag (B) bevægede sig lidt langsommere end Jorden, mens han fulgte en større bane rundt om solen.

'Adskillelsen af ​​de to rumfartøjer har givet os et unikt flerpunktsperspektiv på solaktivitet på solen og den indre heliosfære samtidigt,' Sagde NASA.

STEREOs videnskabelige mål er følgende:



  • For at forstå, hvordan koronale masseudstødninger (CME'er) (samlingerne af plasma og ladede partikler, der blæses fra solen) fødes, og hvordan de fungerer.
  • Karakteriser, hvordan CME'er bevæger sig gennem heliosfæren, den boblelignende kugle, der omgiver og drives af solen.
  • Opdag, hvordan partikler i solens nedre atmosfære accelereres gennem det interplanetære medium eller det spredte materiale, der fylder rummet mellem objekter i solsystemet.
  • For at forstå strukturen af ​​plasmaet og partikler, der udgør solvinden .

For at nå disse mål har de to rumfartøjer følgende identiske instrumenter:

  • Det Sun Earth Connection Coronal og Heliospheric Investigation (SECCHI) studerer 3D -udviklingen af ​​CME'er fra deres dannelse på soloverfladen, indtil de påvirker Jorden.
  • STEREO/WAVES (SWAVES) sporer generering og udvikling af radioforstyrrelser, der rejser fra solen til Jordens kredsløb.
  • Det In-situ målinger af partikler og CME-transienter (IMPACT) prøver 3D -distributionen af ​​solvindens plasmaelektroner, egenskaberne ved solenergiske partikler (SEP) -ioner og det lokale magnetfelt.
  • Det Plasma og supratermal Ionsammensætning ( PLAST ) måler egenskaberne for solvind og vurderer egenskaberne ved protoner, alfapartikler og tunge ioner i et forsøg på at karakterisere CME -plasmaet.

Solpaneler, der strækker sig omkring 6,5 meter fra rumfartøjet, oplader batterierne til instrumenterne.



(Billedkredit: NASA)

Missionens højdepunkter

I løbet af det sidste årti afslørede STEREO detaljerede oplysninger om solen, der gjorde det muligt for forskere at forbedre deres forståelse betydeligt.

'Missionen har for første gang givet den første mulighed for at observere og spore solstormernes hastighed og skiftende strukturer fra flere positioner ved hjælp af en række instrumenter,' Sagde NASA .



STEREO -rumfartøjet begyndte at tage billeder den 20. december 2006 og lavede sit første 3D -billede af solen i april 2007.

I februar 2011 indtog det dobbelte rumfartøj deres positioner på direkte modsatte sider af solen og begyndte at sende uafbrudte billeder af stjernen tilbage til Jorden og gav den første udsigt over hele solen. Vores nærmeste stjerne roterer cirka en gang hver 27. dag, men solaktiviteten ændrer sig hurtigere. Ved at kombinere billeder fra STEREO A og B med NASAs Solar Dynamics Observatory (SDO) kunne forskere generere de første 360-graders kort over hele solen i september 2012.

'For første gang nogensinde kan vi se solaktivitet i sin fulde 3-dimensionelle herlighed,' Angelos Vourlidas, medlem af STEREO-videnskabsteamet ved Naval Research Lab i Washington, DC, sagde i en erklæring .

STEREO fangede magnetiske storme, der blev kastet af solen og afslørede de indre processer i solstorme for første gang. Missionen har sporet flere solstorme fra solen til jorden.

Solstorme, blusser og CME'er betragtes hver især som slags rumvejr, alt sammen genereret af vores stjerne. Interaktionen mellem disse ladede partikler med Jordens magnetfelt kan have en betydelig indvirkning på satellitter, elnet og andre vigtige systemer. Det er vigtigt at være i stand til at forberede sig på disse storme på forhånd, da sådanne storme kan få strømnet til at mislykkes.

I juli 2012 affyrede solen den mest kraftfulde CME set i 150 år. De ladede partikler savnede knap Jorden. 'Hvis udbruddet kun havde fundet sted en uge tidligere, havde Jorden været i ildlinjen,' siger solforsker Daniel Baker fra University of Colorado sagde i en erklæring .

I stedet ramte CME STEREO A, som blev bygget til at redde sådanne storme og give et væld af oplysninger om dem.

'Uden den form for dækning, som STEREO -missionen giver, var vi som samfund lykkeligt uvidende om denne bemærkelsesværdige solstorm,' sagde Baker. 'Hvor mange andre af denne skala er lige kommet til at savne Jorden og vores rumdetekteringssystemer? Dette er et presserende spørgsmål, der kræver svar. '

STEREO B tog dette billede af månens transit over solen den 25. februar 2007.

STEREO B tog dette billede af månens transit over solen den 25. februar 2007.(Billedkredit: NASA)

Spinder ud af kontrol

Bygget til en toårig mission, var STEREO ikke designet til at få solen til at blokere de to rumfartøjer for at kontakte Jorden i lang tid, men STEREOs succes opmuntrede NASA til alligevel at forlænge missionen. Det var en risikabel beslutning, da den udvidede mission ville betyde, at rumfartøjet hver ville tilbringe tre måneder uden kommunikation med Jorden.

Da ingeniørerne forberedte STEREO B til dets stilhed i 2014, mistede de kortvarigt kontakten med rumfartøjet. Når den genstartede, kunne den kun sende et svagt signal, der til sidst gik tabt.

Det så ud til, at inertialmåleenheden (IMU), der fortæller rumfartøjet, om og hvor hurtigt det roterer, havde mislykkedes og forkert fortalte rumfartøjet, at det var i et spin. De resulterende korrekturforsøg efterlod solpanelerne mørke, og batteriet blev kun opladet periodisk.

I august 2016 blev kommunikationen med STEREO B kortvarigt genetableret. STEREO -teamet arbejdede med at lære mere om rumfartøjets tilstand og hvordan man kan gendanne det, men fartøjets ukontrollerede orientering gjorde det svært at sende og modtage data, og kontakten gik igen tabt. I 2018 afsluttede NASA sine periodiske genopretningsoperationer.

I 2019 skulle STEREO B være langt nok fra solen til, at det kunne afbildes med NASAs Hubble -rumteleskop. Disse data skal hjælpe ingeniører med at finde ud af STEREO Bs hastighed. Rumfartøjet nærmer sig også jorden. Vores planet vil skifte STEREO B i 2023, hvilket kan gøre genopretning lettere. Indtil da forbliver STEREO B tavs.

STEREO A's skæbne

Mens STEREO B kæmpede før og under sin pasning bag solen, sejlede STEREO A igennem med glans i 2015. Ifølge STEREO -teamet fortsætter STEREO A's teleskop med at fungere normalt.

'STEREOs nuværende missionsudvidelse var baseret på at bruge kun et rumfartøj, så uanset hvad der sker med STEREO B, vil STEREO -missionen levere robust solforskning i de kommende år,' sagde teamet på STEREO B statusopdateringsside .

STEREO A er fortsat med at gøre opdagelser om solen på trods af tabet af sit rumfartøj.

I 2015 brugte forskere rumfartøjet STEREO A til at opdage aldrig-før set eksplosionsbølger i solens atmosfære . De store bølger ledsages af energiske partikelemissioner rige på helium-3, en let variation af inert heliumgas. Bølger spottet på solen i kombination med observationer fra SDO har givet ny indsigt i vejrudsigter i rummet.

Yderligere ressourcer: