«SOHO»


2 декабря 1995 года - старт
19 декабря 1995 года - первая фотография Солнца
14 февраля 1996 года - вышел в точку L1
16 апреля 1996 года - введён в эксплуатацию
1997 год - ЕКА и НАСА продлили миссию до 2003 года 24 июня 1998 года - потеря связи
25 сентября 1998 года - восстановление контроля
1 февраля 1999 года - введён режим ракетной ориентации
середина октября 1998 года - вновь введён в эксплуатацию
июнь 2013 года - 6-е продление миссии - до октября 2016

Новости космонавтики 1995 №18:

5 сентября. По сообщению ЕКА. Три крупных научных проекта по исследованию Солнца, местной космической обстановки и далеких уголков Вселенной будут осуществлены Европейским космическим агентством в конце 1995-начале 1996 г.

В первой неделе декабря за ней последует КА SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), который предстоит вывести с мыса Канаверал РН "Aтлac-2AS".

SOHO даст ученым возможность исчерпывающего изучения Солнца. 12 экспериментов, разработанные специалистами Европы к США, нацелены на исследование всех областей Солнца - от центральной области до солнечного ветра.

Аппарат доставили на мыс Канаверал 1 августа и едва успели извлечь из самолета и укрыть в отведенном для него здании НАСА от налета шторма "Эрин". Подготовка к старту началась с тщательной проверки всех систем и приборов и закончится полномасштабным испытанием с участием станции управления в Центре Годдарда НАСА. Тем временем по состоянию на 1 сентября в Европе ведется заключительное тестирование четырех маховиков для системы управления SOHO, которая должна обеспечивать точное наведение инструментов на Солнце.

Новости космонавтики 1995 №24:
ЕКА-США. В полете обсерватория SOHO

И.Лисов по сообщениям ЕКА, НАСА, Центра Льюиса, АП, Рейтер, Франс Пресс, Дж.Мак-Дауэлла. 2 декабря 1995 г. в 03:08 EST (08:08 GMT) со стартового комплекса LC-36B был выполнен пуск PН Атлас-2AS с солнечной обсерваторией SOHO.

В результате своего первого включения разгонный блок Центавр АС-121 и полезная нагрузка вышли через 10 мин после запуска на опорную орбиту с наклонением 28.8° и высотой 175x183 км. Второе включение РН Центавр в 09:35 GMT дало приращение скорости полезной нагрузки 3.2 км/с и перевело КА SOHO на траекторию, позволяющую вывести аппарат в окрестность точки либрации L1 системы "Солнце-Земля" в 1.5 млн км от Земли в направлении к Солнцу. В 10:09 GMT РБ Центавр и космический аппарат разделились. Около 10:45 GMT наблюдатели в северо-восточных районах США отметили диффузное пятно, которое было связано со сливом остаточных компонентов из PБ. Разгонный блок остался на высокоэллиптической орбите с высотой апогея около 1.15 млн км, и, по всей вероятности, через несколько витков уйдет из-за возмущений на орбиту искусственной планеты.

Рис.1.

Рис.2.

Согласно сообщению Мирового центра данных но ракетам и спутникам, космическому аппарату SOHO было присвоено международное регистрационное обозначение 1995-065A. Он также получил номер 23726 в каталоге Космического командования США.

Планируется, что SOHO будет выведен на круговую орбиту ("гало-орбиту") вокруг точки L1 (Рис.1). Этот процесс займет почти 4 месяца. Первая коррекция траектории запланирована через 32 час после старта, вторая - через 20 сут. На 57-е сутки полета обсерватория удалится на максимальное расстояние от Земли. Маневр выведения на гало-орбиту должен быть выполнен только через 115 сут после запуска. Еще через месяц, на 146-е сутки полета (26 апреля 1996г. - И.Л.), начнется так называемый "первый месяц научных исследований", а потом - регулярная работа.

Солнечная и гелиосферная обсерватория SOHO (SOIar and Heliospheric Observatory) - космический аппарат Европейского космического агентства, разработанный в сотрудничестве с НАСА США. В его задачи входит исследование Солнца, солнечного ветра и их влияния на условия на Земле. Руководителями научной программы SOHO являются д-р Винсенте Доминго (Vincente Domingo) от ЕКА и д-р Арт Поланд (Art Poland) от НАСА. Проект является составной частью Международной программы солнечно-земной физики и реализуется в течение последних пяти лет. Аппарат считается наиболее сложной из когда-либо запущенных обсерваторией для исследования Солнца.

КА SOHO состоит из двух частей - служебного модуля и модуля полезной нагрузки. Служебный модуль, при старте находящийся внизу, обеспечивает энергопитание и терморегулирование аппарата, средства ориентации и связи и несет панели солнечных батарей. Маневрирование осуществляется при помощи двигателей на гидразине. Научная аппаратура сосредоточена в модуле полезной нагрузки. Длина и ширина корпуса спутника - 3.65x3.65 м, размах солнечных батарей - 9.5 м. Масса SOHO при запуске составляет 1861 кг, из которых 610 кг приходится на полезную нагрузку. Аппарат изготовлен фирмой Matra Marconi Space.

В течение 2 лет на SOHO должны проводиться 12 экспериментов, разработанных международной командой европейских и американских исследователей. Объектами исследования станут внутренняя динамика, ответственная за поток энергии и структуру магнитного поля в основании солнечной короны, связь внутренней структуры и внешней атмосферы, происхождение, состав и состояние солнечного ветра. Внутренняя структура Солнца будет изучаться методом гелиосейсмологии - по наблюдаемым колебаниям его поверхности. Будут проведены измерения вариаций полной яркости Солнца.

Эксперименты GOLF и VIRGO нацелены на исследование внутренней структуры Солнца, процессов иррадиации и излучения путем измерения спектра свободных глобальных колебаний. Измерение колебаний на поверхности Солнца будет выполнять и прибор Майкельсона-Допплера MDI/SOI с целью получения информации о внешнем слое внутренней части Солнца.

Корону Солнца будет изучать комплект телескопов, спектрометров и коронографов: SUMER, CDS, ЕГГ, UVCS и LASCO. Три первых должны изучать внутреннюю, а два последних - внешнюю корону, проводя измерения температуры, плотности, состава и скорости вещества короны.

Комплекс CELIAS, эксперименты COSTEP и ERNE имеют целью анализ зарядов и изотопного состава энергичных частиц, производимых Солнцем, и ионов в солнечном ветре. Крупномасштабные структуры потоков солнечного ветра будут исследоваться при помощи телескопов в эксперименте SWAN.

Перечень 11 научных приборов на КА SOHO с расшифровкой их наименований приведен в Табл.1. Список не является исчерпывающим, поскольку, например, в состав аппаратуры CELIAS, помимо трех "собственных" датчиков, включен монитор потока крайнего солнечного ультрафиолета SEM (Solar EUV Flux Monitor). В состав СЕРАС входят три датчика (EPHIN, LION и ESU), причем два последних известны также как самостоятельные эксперименты COSTEP (Comprehensive Suprathermal and Energetic Particle Analyzer) и ERNE (Energetic and Relativistic Nuclei and Electron Experiment Sensor Unit).
Табл.1.

GOLFGlobal Oscillations at Low Frequencies
VIRGOVariability of Irradiance and Gravity Oscillations
MDI/SOIMichelson Doppler Imager/Solar Oscillations Imager
SUMERSolar Ultraviolet Measurements of Emitted Radiation
CDSCoronal Diagnostic Spectrometer
EITExtreme Ultraviolet Imaging Telescope
UVCSUltraviolet Coronagraph Spectrometer
LASCOWhite light and Spectrometric Coronagraph
CELIASCharge, Element, and Isotope Analysis System
CEPAC?
SWANStudy of Solar Wind Anisotropies

Около 200 ученых из 36 институтов и 15 стран участвуют в проекте. 8 из 11 приборов на борту SOHO изготовлены ЕКА. Вклад НАСА США в программу исследований SOHO состоит из трех экспериментов (MDI/SOI, UVCS и LASCO). НАСА также отвечает за сбор и распространение научных данных SOHO через Центр космических полетов имени Годдарда и Лабораторию реактивного движения. Общая стоимость программы - около 1 млрд $ - распределена между ЕКА и НАСА в пропорции 55:45. Американская сторона не только обеспечила носитель, но и несет расходы по эксплуатации аппарата в течение двух лет работы (до 1998 г.) При выделении финансирования работа обсерватории может продолжаться до 6 лет.

Исследовательский центр имени Льюиса НАСА выдал контракт и отвечал за обеспечение запуска SOHO носителем корпорации Lockheed Martin.

Ракета-носитель Atlas-2AS, использованная для запуска SOHO, имеет диаметр 4.0 м, длину 47.4 м и массу (при старте) 236268 кг. Первая ступень оснащена двигательной установкой МА-5А фирмы Rocketdyne, состоящей из центрального и двух боковых двигателей, которая работает на углеводородном топливе RP-1 и жидком кислороде. Кроме этого, на первой ступени установлены 4 твердотопливных ускорителя Castor 4A фирмы Thiokol. Ступень Centaur имеет два кислородно-водородных двигателя RL10A-4 многократного включения фирмы Pratt & Whitney. Ступень имеет диаметр 3.05 м, длину 9 м, сухую массу 1814 кг. Навигационная система и система аварийной ликвидации размещены на этой ступени. Длина переходника полезной нагрузки 1.19 м, головного обтекателя - 4.27 м.

Аппарат был доставлен в Космический центр имени Кеннеди НАСА 1 августа. Запуск SOHO предполагалось выполнить 23 ноября в 01:53 EST (06:53 GMT), в начале 91-минутного стартового окна. Эта дата была подтверждена после того, как 22 октября успешно стартовала предыдущая ракета Atlas-2. Вопреки обычаю, это должно было произойти в праздник (День Благодарения).

11 ноября заправленный и готовый к старту SОНО был установлен на носителе на стартовом комплексе LC-36B. Подготовка к пуску шла без замечаний, хотя была опасность отмены старта по метеоусловиям. Однако 22 ноября примерно в 22:45 EST, перед самым отводом башни обслуживания, пуск был отменен из-за неисправности в регуляторе ступени Atlas, обеспечивающем заданный уровень давления гелия для наддува кислородной части двигателя. На следующий день было объявлено о переносе старта на 28 ноября в 02:25 EST. Но требовалось не только заменить регулятор, но и найти причину неисправности. 25 ноября специалисты Rocketdyne нашли ее: дыра в диафрагме регулятора,
Табл.2.

МоментСобытие
-00:00:02.4Включение центрального и дополнительных двигателей ступени Atlas
-00:00:00.23Включение 1-й пары твердотопливных ускорителей
00:00:00.00Подъем. Масса 236268 кг
00:00:59.5Включение 2-й пары твердотопливных ускорителей
00:01:09.6Выключение 1-й пары твердотопливных ускорителей
00:01:57.1Выключение 2-й пары твердотопливных ускорителей
00:02:41.7Выключение боковых двигателей ступени Atlas. Ускорение 5g
00:02:44.8Отделение боковых двигателей ступени Atlas
00:03:31.9Сброс головного обтекателя
00:05:00.8Выключение основного двигателя ступени Atlas
00:05:02.8Разделение ступеней. Масса 20854 кг
00:05:19.3Первое включение двигателей ступени Centaur
00:09:42Выключение двигателей ступени Centaur. Опорная орбита. Масса 9768 кг
01:22:30.9Начало ориентации ступени Centaur перед вторым включением
01:28:10.8Второе включение двигателей ступени Centaur. Масса 9340 кг
01:30:07.7Выключение двигателей ступени Centaur. Переходная орбита. Масса 4517 кг
02:05:07.7Отделение КА
вызванная использованием неверного материала (поливинилфторид вместо майлара). Подобная неисправность могла присутствовать и в других регуляторах, в частности, в установленном на основном двигателе. Необходимость его замены отложила старт как минимум до 2 декабря, и то при условии поставки исправных регуляторов не позже 29 ноября. Таковые были найдены, перебраны, испытаны на работающем двигателе на стенде в Санта-Сусане (Калифорния), доставлены и установлены вместо негодных 29 ноября.

Дополнительный смотр летной готовности 30 ноября подтвердил пуск 2 декабря в 02:34 ESTc окном до 03:25 EST. В тот же день Atlas был заправлен горючим RP-1.

2 декабря за 70 сек до расчетного времени пуска была обнаружена электрическая неполадка на ступени Centaur - превышение предела для нагревателя. После того, как она была устранена, подготовка продолжилась в 02:53 EST с отметки -15 мин и завершилась успешным пуском.

Расчетная циклограмма выведения КА SOHO на РН Atlas-2AS с несколько отличной длительностью баллистической паузы приведена в Табл.2. Моменты времени отсчитаны от старта (чч:мм:сс).

Запуск и начальная фаза полета (первые 3 дня) обеспечиваются станциями НАСА в Голдстоуне, Мадриде и Канберре (26-метровые антенны), станцией в Сантьяго и в Индийском океане. Для приема телеметрии во время второго включения РБ Центавр над Тихим океаном были привлечены 2 самолета ARIA 452-го испытательного крыла на авиабазе Эдвардс.

Основные операции, предусмотренные в первый день полета, включая развертывание солнечных батарей и антенны HGA c высоким усилением, прошли успешно. Имела место однократная потеря опорной звезды звездным датчиком.


Сиддики:
Научные инструменты:
1. солнечно-ультрафиолетовые измерения испускаемого излучения эксперимента (SUMER)
2. корональный диагностический спектрометр (CDS)
3. экстремальный ультрафиолетовый телескоп (EIT)
4. ультрафиолетовый коронографический спектрометр (UVCS)
5. большой угол и спектрометрический коронограф (LASCO)
6. эксперимент по анизотропии солнечного ветра (SWAN)
7. эксперимент по анализу заряда, элементов и изотопов (CELIAS)
8. комплексный анализатор сверхтермических и энергетических частиц (COSTEP)
9. Энергетический и релятивистский ядерный и электронный эксперимент (ERNE) 10. Глобальные колебания на низких частотах эксперимента (GOLF)
11. Изменчивость солнечного излучения и эксперимент гравитационных колебаний (VIRGO)
12. Доплеровский имиджер Майкельсона / исследование солнечных колебаний (MDI / SOI)
Результаты: Спонсируемая ЕКА солнечная и гелиосферная обсерватория (SOHO) имеет 12 научных инструментов для изучения солнечной атмосферы, гелиосейсмологии и солнечного ветра. Информация миссии позволила ученым узнать больше о внутренней структуре и динамике Солнца, хромосфере, короне и солнечных частицах. Миссии SOHO и Cluster, являющиеся частью Программы ESA по солнечно-земной науке (STSP), являются вкладом ESA в программу Международной солнечно-земной физики (ISTP), которая включает работу других космических аппаратов, таких как Wind и ACE, которые, как и SOHO, работают вблизи точки Солнца-Земли L1. НАСА предоставило три инструмента по SOHO, а также РН и управление. Примерно через два месяца после запуска, 14 февраля 1996 года, SOHO был размещен на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли на эллиптической орбите Лиссажу вокруг точки либрации L1, где для орбиты вокруг L1 требуется приблизительно шесть месяцев (в то время как сам L1 вращается вокруг Солнца каждые 12 месяцев). Космический аппарат прислал первое изображение 19 декабря 1995 года и был полностью введен в эксплуатацию для операций к 16 апреля 1996 года. SOHO завершил запланированное двухлетнее исследование атмосферы, поверхности и внутренних пространств Солнца в апреле 1998 года. Связь с космическим аппаратом была прервана на четыре месяцы, начинающиеся 24 июня 1998 года, после чего космический аппарат, по-видимому, вращался, терял электроэнергию и не ориентировался на Солнце. После интенсивных поисков 25 сентября операторам удалось восстановить контроль и вернуть SOHO в «нормальный режим». Из-за отказа бортовых гироскопов ЕКА разработало специальный метод безгироскопического ориентирования (при котором использовалась реактивная система ориентации), который был успешно внедрен с 1 февраля 1999 года. За исключением трех приборов, космический аппарат был функционален и был вновь введён в эксплуатацию к середине октября 1998 года. Первоначальный срок службы SOHO составлял три года (до 1998 года), но в 1997 году ЕКА и НАСА совместно решили продлить полет до 2003 года, что позволило космическому аппарату сравнить поведение Солнца во время низкой активности темных пятен (1996 г.) до пика (около 2000 г.). Одним из наиболее важных открытий SOHO было обнаружение происхождения быстрого солнечного ветра в углах сотообразных магнитных полей, окружающих края больших пузырьковых ячеек, расположенных вблизи полюсов Солнца. Другим открытием стало то, что по состоянию на сентябрь 2015 года было обнаружено более 3000 комет (более половины всех известных комет) с помощью более 70 человек, представляющих 18 разных стран. Эти открытия стали возможными благодаря инструменту LASCO, который, наблюдая за Солнцем, блокировал солнечные блики, делая кометы видимыми. Миссия SOHO на L1 продлевалась шесть раз, последний раз в июне 2013 года, по крайней мере до декабря 2016 года. В декабре 2015 года SOHO отметил 20-летие непрерывной работы, фундаментально изменив нашу концепцию Солнца «с картины статического электричества». «Неизменный объект в небе превратился в динамического зверя», - говорит Бернхард Флек, исследователь проекта ESA по SOHO. Долголетие миссии позволило SOHO охватить весь 11-летний солнечный цикл и начать нового. Одним из недавних важных моментов миссии было наблюдение SOHO яркой кометы, падающей на Солнце 3–4 августа 2016 года со скоростью почти 2,1 миллиона километров в час.