| 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 |
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:
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.
|
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.
|
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.
Новости космонавтики 1996 №3:
И.Лисов по сообщениям ЕКА и "SOHO News". Солнечная и гелиосферная обсерватория SOHO была запущена 2 декабря 1995 г. ракетой "Атлас" и находится на траектории перелета к своей рабочей области вблизи точки либрации L1 системы "Солнце-Земля".
3 декабря между 23:20 и 23:44 GMT на расстоянии около 250000 км от Земли была проведена первая часть первой коррекции траектории полета МСС-1. Она состояла из двух включений двигателей: Х2 на 582 сек (расчетная длительность) и X1 на 1200 сек. Коррекция была проведена с задержкой на 12 часов, частично для того чтобы маневр пришелся полностью на время работы с одной наземной станцией в Канберре. Вторая часть МСС-1 была проведена в 17:46 GMT 4 декабря.
В первые дни полета (до 5 декабря) связь с SOHO через систему DSN поддерживалась круглосуточно. Аппарат "показывал характер": неоднократно происходила потеря опорной звезды датчиком SSU, были случаи одновременной потери связи с аппаратом на всех трех станциях. Тем не менее все системы спутника были достаточно быстро проверены и найдены в отличном состоянии. Это позволило досрочно начать фазу ввода в строй научной аппаратуры, которая началась для большинства приборов со слегка приоткрытой крышки для ухода остаточных газов.
5 декабря был получен "первый свет" на аппаратуре VIRGO. Все датчики были включены, но крышка была открыта на короткое время только на одном. Получено предварительное значение солнечной постоянной: 1425 Вт/м2. 7 декабря были впервые включены приборы SWAN, CEPAC и LASCO. Датчики EPHIN и LION комплекса СЕРАС провели первые измерения частиц. Из-за очень спокойного Солнца аппаратура не зарегистрировала солнечных частиц, отметила некоторое количество низкоэнергичных частиц ударной волны и большое количество галактических частиц высокой энергии. 9 декабря были включены приборы SUMER и GOLF. 12 декабря - CDS.
19 декабря прибор MDI впервые работал по Солнцу. К 27 декабря был завершен обзорный цикл с помощью SWAN. 29 декабря был получен первый снимок солнечной короны телескопом С3 комплекса LASCO. 2 января были получены первые ультрафиолетовые снимки на телескопе EIT (весь солнечный диск на 30.4 нм, две четвертинки на 17.1 нм). Датчик MTOF системы CELIAS провел наблюдения потока протонов солнечного негра.
Вторая коррекция траектории МСС-2 была проведена 4 января и состояла из двух импульсов по оси Z и одного по оси X общей продолжительностью около 200 минут. Суммарное приращение скорости SOHO составило 31 м/с. Этот "оптимизирующий" уточнил траекторию полета SOHO, и в сообщении от 24 января ЕКА объявило, что бортового запаса топлива будет достаточно для того, чтобы поддерживать положение аппарата в течение 20 лет вместо 6 лет по плану. Итак, благодаря очень точному выведению станция сможет начать работу раньше запланированного и сможет проработать дольше, чем ожидалось.
15 января на приборе GOLF были получены данные по 5-минутным осцилляциям Солнца. К этому дню LASCO получил несколько десятков изображений короны, наблюдал два корональных выброса. SWAN и LASCO сделали снимки кометы Хонда-Мркоса-Пайдушаковой. На EIT были получены изображения Солнца на всех четырех каналах. В UVCS был впервые проверен канал видимого света и выполнены первые поляризационные измерения.
SWAN закончил картографирование геокороны с низким разрешением к 15 января и свою первую карту неба в линии Лайман-альфа к 22 января. В конце января-начале февраля этот прибор наблюдал кометы. 23 января ЕIT получил временные последовательности данных по южному полюсу Солнца в линиях Hell и FeIX/Х. Точность наведения телескопа С2 (LASCO) на центр Солнца удалось улучшить до двух угловых секунд. 29 января были получены первые изображения на телескопе CI.
В ходе опробования научной аппаратуры выявились свои сложности. В январе в комплексе СЕРАС иногда наблюдались проблемы связи блока датчиков и блока обработки данных. В аппаратуре VIRGO были замечания к открытию крышки телескопа LOI. Но в целом первые два месяца работы SOHO были большим успехом. "Всех тех, кто неустанно трудился над приборами SOHO, космическим аппаратом и наземным сегментом, необходимо поздравить с отличной работой..." - сказал директор научной программы EKA Рожер Бонне.
Разгрузка маховичной системы стабилизации SOHO проводилась 13 декабря и 15 января. 7-8 февраля были проведены тесты для определения абсолютной стабильности SOHO. 9 февраля было проверено "дрожание" аппарата. Испытание термоэластичности продолжалось до утра 12 февраля.
На 14 февраля запланирован маневр перевода SOHO на гало-орбиту. 14 марта, на две недели раньше, чем планировалось, SOHO прибудет в рабочую область, и в конце марта начнет штатную работу. Ученые планируют представить некоторые результаты первого месяца работы SOHO уже в начале мая.
Новости космонавтики 1996 №9:
2 мая. И.Лисов по сообщениям ЕКА, НАСА, Франс Пресс. Солнечная обсерватория SOHO находится на штатной орбите вокруг точки либрации L1 системы Солнце-Земля и начала регулярные наблюдения Солнца.
Наблюдения SOHO позволили впервые получить высококачественные изображения источников хаотических выбросов (плюмов) из полярных областей Солнца и показали его неожиданно высокую активность.
SOHO был разработан специально для наблюдений Солнца в период минимума 11-летнего цикла, оптимальный для исследования его невозмущенной атмосферы и внутренних областей. Однако "мультфильмы" из последовательных изображений, полученных ультрафиолетовыми инструментами SOHO, показывают постоянные движения на всей поверхности Солнца.
Возмущения наблюдаются даже в так называемых корональных дырах, областях особенно низкой плотности и температуры с уходящими в бесконечность незамкнутыми линиями магнитного поля, где их ожидали меньше всего.
Ультрафиолетовые наблюдения позволили выявить и области, являющиеся источниками длинных перообразных выбросов из полярных областей на высоту более 20 млн км. Имея в основании "кипящие" области быстропеременных магнитных полей и турбулентных газов, плюмы вытягиваются по направлению истечения солнечного ветра. На ультрафиолетовых снимках SOHO эти области выглядят яркими точками в атмосфере, причем яркость подвержена частым флуктуациям. По форме светящихся областей околосолнечного пространства можно также видеть флуктуации самого солнечного ветра.
Полярные плюмы являются природной лабораторией для решения двух основных научных задач проекта SOHO - выяснить механизмы нагрева солнечной короны до 2 млн К и ускорения солнечного ветра в некоторых областях до 900 км/ч, а также, возможно, и третьей - выяснить, что происходит под поверхностью Солнца и вызывает сильные потоки и магнитные поля.
Главной целью SOHO в исследовании плюмов - попытаться идентифицировать эти выбросы как источники высокоскоростного солнечного ветра, обнаруженного АМС "Улисс" в 1994-1995 г. В предшествовавших экспериментах на высотных ракетах, говорит д-р Крейг ДеФорест (Craig DeForest) из Стэнфордского университета, было установлено, что плюмы могут содержать истекающие с высокой скоростью потоки. "Теперь мы пытаемся определить, являются ли плюмы в действительности фундаментальным источником высокоскоростных потоков."
В настоящее время ведется анализ хаотических движений в основании полярных плюмов. Как считает д-р Джозеф Герман (Joseph Gurman) из Центра космических полетов имени Годдарда, магнитные изменения в основании плюмов "могут отражать выделение существенного количества энергии на Солнце, и они вносят свой вклад в нагрев короны".
По-видимому, в основаниях плюмов происходит разрыв небольших магнитных "дуг". При этом формируются выбросы (джеты) из вещества с температурой короны которые ранее наблюдались в рентгеновском диапазоне с японского спутника "Yohkoh". На SOHO впервые удалось пронаблюдать джеты малого размера вне больших активных областей Солнца, а именно в корональной дыре на Южном полюсе, вместе с плюмами.
Не исключено, что наблюдения за магнитными полями Солнца дадут способ предсказания газовых выбросов, потенциально опасных для Земли.
Большая часть новой информации по полярным плюмам и неожиданным возмущениям "спокойного" Солнца получена на телескопе EIT. На снимках EIT видны участки плюмов от основания до высоты примерно 150000 км. Диаметр плюма в основании составляет примерно 20000 км. Дополнительную информацию дают прибор Майкельсона-Допплера MDI, который измеряет нижележащие магнитные поля и картину газовых потоков на поверхности, и коронограф LASCO, получающий изображения плюмов до расстояния в 30 солнечных радиусов. В частности, путем тщательных наблюдений осцилляции Солнца впервые удалось получить картину газовых потоков под самой поверхностью.
Научным руководителем EIT является д-р Жан-Пьер Делабудиньер (Jean-Pierre Delaboudiniere) из Института космической астрофизики в Орсэ, Франция). Сам телескоп изготовлен силами лабораторий Франции, Бельгии и США. Филип Шерер (Philip Scherer) из Стэнфордского университета является научным руководителем по MDI (участники - лаборатории США, Германии, Франции и Британии), а д-р Гюнтер Брюкнер (Guenther Brueckner) из Военно-морской исследовательской лаборатории - по LASCO (США).
Напомним, что 14 февраля 1996 г. SOHO был переведен на гало-орбиту. Включение длительностью 23 минуты выполнялось в направлении -X. В результате было израсходовано 3 кг топлива и получено приращение скорости 3 м/с. С 18 февраля были продолжены испытания научной аппаратуры. Уже в начале марта началась экспериментальные измерения южнополярной области, благоприятно развернутой по отношению к аппарату, приборами MDI, EIT, SUMER, CDS, UVCS и LASCO. Изучались и другие объекты. Так, в конце марта прибор SWAN наблюдал комету Хякутаке.
Как сообщил руководитель научных программ Рожер Бонне (Roger Bonnet), 9 европейских и 3 американских научных прибора SOHO работают нормально. Хотя номинальный срок работы аппарата два года, ЕКА надеется, что SOHO проработает шесть лет, до изменения полярности магнитного поля Солнца и его активной фазы.
На 11 июня запланирована специальное заседание по первым результатам SOHO на сессии Американского астрономического общества.
Новости космонавтики 1996 №16:
15 июля. Сообщение ЕКА. Солнечная и гелиосферная обсерватория SOHO продолжает наблюдения Солнца с орбиты вокруг точки Лагранжа L1 в 1.5 млн км от Земли. Используя 12 приборов SOHO, ученые имеют возможность изучать внутреннюю часть Солнца по звуковым волнам на его поверхности. SOHO выдает наилучшие карты постоянно изменяющейся магнитной обстановки на поверхности Солнца. Аппарат выявил и изучил "анатомию" зон активности в солнечной атмосфере, которые "работают" даже тогда, когда видимая поверхность Солнца кажется совершенно спокойной.
Кроме того, SOHO обнаружил информацию о силах, которые ускоряют солнечный ветер. Связав корональные выбросы с предшествующими магнитными изменениями на Солнце, ученые надеются предсказывать осложнения гелиофизической обстановки вблизи Земли. SOHO "видит" разницу в "силе" солнечного ветра в различных направлениях по форме полости в облаке межзвездного водорода, окружающего Солнце. Наконец, SOHO получил замечательные снимки кометы Хякутаке в УФ- и видимом свете.
"SOHO берет солнечную науку штурмом," - говорит директор научных программ ЕКА Рожер Боннэ. Революция в солнечной физике будет более полной, когда будут сведены воедино все "кусочки" и "действия" Солнца, регистрируемые 12 приборами SOHO. Тогда начнется пересмотр фундаментальных вопросов о причинах солнечного магнетизма, 11-летнего цикла вариаций солнечной активности и последствий для Солнечной системы в целом.
Вот некоторые недавние результаты. Ультрафиолетовые спектрометры SUMER и CDS предназначены для определения температур, плотностей и скорости движения газа. Они выдают как спектры, так и, в режиме сканирования определенных областей Солнца, изображения. Когда SUMER сканирует Солнце в УФ-линии 5-кратно ионизированной серы SVI (93.3 нм), он регистрирует газ с температурой 200000 К и большое количество ярких областей, созданных замыканием линий магнитного поля через атмосферу. На расстоянии в несколько тысяч километров или за время порядка нескольких секунд эта яркость может измениться десятикратно. SUMER также показал, что полярные плюмы, которые уходят далеко в космос, имеют в основании яркие области вблизи видимой поверхности Солнца.
CDS наблюдает быстрые движения в атмосфере Солнца, определяя линейную скорость по сдвигу линий и величину турбулентности по их расширению. В одном высокоскоростном явлении, соответствующем небольшой яркой полосе на изображении, CDS обнаружил разность скоростей вертикальных движений в 450 км/с при общем движении со скоростью 65 км/с вниз.
В атмосфере Солнца представлены все обычные химические элементы, хотя не все видны постоянно. В солнечном ветре элементы представлены более явно. Анализатор солнечного ветра CELIAS продемонстрировал небывалую способность распознавать и давать численную характеристику многих элементов и изотопов. Если бы скорость атомных частиц зависела только от температуры, атомы водорода летели бы намного быстрее, чем тяжелых элементов. Но в атмосфере Солнца работает что-то вроде электромагнитного ускорителя частиц, который придает примерно одинаковую скорость атомам разной массы.
Измерения скоростей атомов кислорода при помощи УФ-коронографа UVCS показали, что если на высоте 0.25 млн км над поверхностью Солнца их скорость составляет всего 100 км/с, то на высоте 1.25 млн км она возрастает до 225 км/с. UVCS наблюдает условия над полярной "корональной дырой", где атмосфера относительно холодна и магнитные линии уходят в космос. Отсюда исходит быстрый солнечный ветер со скоростью 700 км/с, вдвое большей скорости солнечного ветра, образующегося в "магнитно-ограниченных" экваториальных областях.
Подповерхностные движения исследует интерферометр MDI. Это наиболее совершенный инструмент, которые зондирует Солнце методом гелиосейсмологии - используя колебания на видимой поверхности из-за внутреннего отражения звуковых волн. MDI делит поверхность Солнца на миллион точек и измеряет раз в минуту вертикальные движения по малым изменениям длин волн. После длительных расчетов на суперкомпьютерах получается картина подповерхностных потоков.
Картировав подповерхностные потоки в большой области, группа MDI проанализировала вертикальный срез. Вдоль линии длиной 300000 км, идущей по экватору, был получен расчет на 8000 км вглубь турбулентной конвективной зоны. Неожиданно оказалось, что ячейки конвекции, связывающие нисходящие и восходящие потоки, неожиданно плоские - типа блинов. Они уходят вниз всего на 1500 км, в то время как некоторые теоретики предсказывали глубину 4000 км. Дальнейшие наблюдения должны подтвердить типичность результата и проследить изменение этих структур во времени.
MDI также картирует магнитные поля, идущие вверх и вниз через поверхность Солнца. Пятнистая картина, которую он показывает, должна значительно измениться в ближайшие годы, когда поменяются магнитные полюса Солнца и возрастет число солнечных пятен.
Ежедневные наблюдения с помощью прибора крайнего ультрафиолета EIT показали много ярких и активных пятен, говорящих о замечательной активности во многих частях солнечной атмосферы. Размах атмосферных бурь становится более очевидным при новой обработке изображений EIT, когда сравниваются интенсивности при различных длинах волн. В одном случае большое и сложное магнитное возмущение в экваториальной атмосфере Солнца достигало по величине половины видимого диска Солнца С увеличением солнечной активности такие события будут более крупными и бурными. Работа EIT в чем-то похожа на ежедневные измерения с земных метеоспутников, и регистрация "погоды Солнца" продлится еще примерно шесть лет.
Новости космонавтики 1997 №1:
SOHO обнаружил горы... на Солнце
2 января. ЮПИ. Как сообщил на ежегодном собрании Американского геофизического союза гелиофизик Джеффри Кун (Jeffrey Kuhn) из Университета штата Мичиган, солнечная обсерватория SOHO обнаружила на Солнце горы из горячего газа.
Солнечная и гелиосферная обсерватория SOHO была запущена в декабре 1996 г. в рамках совместной программы NASA и ESA. Открытие было сделано с помощью прибора MDI стоимостью 75 млн $, который регистрирует звуковые волны и по ним воссоздает изображения Солнца. MDI обнаружил на поверхности Солнца около 60 гор, или скорее нашлепок, каждая высотой около 500 метров и диаметром 65000 км.
Дж.Кун считает, что газы остаются в составе "горы" под действием солнечного магнитного поля, которое в 1000 раз сильнее земного.
Новости космонавтики 1997 №2:
SOHO наблюдает причину магнитной бури
21 января. И.Лисов по сообщениям Рейтер, Франс Пресс. Ученые США, Британии, Германии и Франции смогли пронаблюдать с помощью приборов на спутнике SOHO события, приведшие к возникновению сильнейшей магнитной бури 10 января 1997 г.
Все началось с огромного газового выброса из короны Солнца, происшедшего 6 января. Только примерно 11% подобных корональных выбросов нацеливаются на Землю, и, объяснил специалист Национального управления по океанам и атмосфере (NOAA) Дэвид Спейч, ученые не могли сказать сразу, как обстоит дело на этот раз.
Затем приборы SOHO получили снимки выброса в виде расширяющегося яркого кольца света - гало. Это означало, что гигантское намагниченное облако солнечных частиц - миллиард тонн вещества - движется от Солнца прямо к Земле. Примерно 92 часа потребовались ему на то, чтобы преодолеть почти 150 млн км со скоростью 450 км/с. Плазменный пузырь диаметром около 26 млн км полностью поглотил земную магнитосферу, и 10-11 января разразилась сильнейшая магнитная буря.
Как обычно, магнитное поле Земли отклонило большую часть заряженных частиц. Однако спутникам, работающим за пределами защищенной области, пришлось хуже. Оценки показывают, что во время такой бури на спутнике могут происходить электрические разряды, и заряженные частицы могут проникать внутрь. Вполне возможно, что внезапный отказ ИСЗ "Telstar 401" вызван именно этой причиной.
Новости космонавтики 1997 №10:
* Европейское космическое агентство объявило о решении продлить эксплуатацию совместной с США солнечной обсерватории SOHO до 2003 г. Это решение связано с тем, что спутник работает исключительно удачно, расход топлива на поддержание ориентации очень мал, а деградация солнечных батарей находится на уровне всего 1.7% в год. Стоимость работы SOHO в течение пяти дополнительных лет для ЕКА составит 10 млн $ - всего 1% от затрат на изготовление и запуск КА. Однако расходы американского Центра Годдарда, ответственного за эксплуатацию SOHO, оцениваются в 18-28 млн $ в год.
Новости космонавтики 1997 №18-19:
Реки на Солнце
29 августа. ИТАР-ТАСС. Важное открытие, касающееся идущих на Солнце процессов, удалось сделать американским ученым. С помощью космической обсерватории SOHO, предназначенной для изучения Солнца и гелиосферы, они смогли обнаружить в глубинах нашего светила своего рода реки раскаленной плазмы. Под поверхностью Солнца также удалось выявить структуры, напоминающие земные пассаты.
По словам одного из участников работ, ученые сумели зафиксировать перемещения солнечного вещества, похожие на те перемещения воздуха, которые происходят при формировании погоды в земной атмосфере, и обнаружили в районе полюсов Солнца потоки плазмы, напоминающие течения в атмосфере нашей планеты.
Эти полярные потоки опоясывают Солнце на широте примерно 75° и представляют собой плоские овальные области, имеющие около 27 тыс км в поперечнике, в которых вещество движется несколько быстрее окружающего. Как пояснил сотрудник Стэнфордского университета Филипп Шеррер, хотя это и самые маленькие из когда-либо наблюдавшихся в глубинах нашего светила образований, тем не менее, каждое из них способно охватить две такие планеты, как Земля.
Кроме того, согласно сообщению NASA, в северном и южном полушариях Солнца аппаратура SOHO позволила "увидеть" газовые пояса, движущиеся с различной скоростью один относительно другого. По мнению ученых, эти пояса определенно имеют отношение к формированию солнечных пятен.
С точки зрения специалистов, еще пока слишком мало известно об открытых структурах, но сделанное открытие, безусловно, представляет огромный интерес, поскольку поможет лучше понять проходящие на Солнце процессы и прогнозировать их воздействие на Землю.
Новости космонавтики 1998 №6:
Космические аппараты наблюдают солнечное затмение 26 февраля С.Головков по сообщениям NASA, GSFC, UPI, France Presse В этот день в странах Карибского бассейна - от Галапагосских островов до Монтсеррата - наблюдалось полное солнечное затмение. Одновременно с астрономами на Земле и находящимися на самолете C-130, оснащенном инструментами NASA, состояние Солнца во время затмения наблюдали приборы АМС Galileo и Ulysses и исследовательских КА Yohkoh и SOHO. Эти наблюдения взаимно дополняют друг друга. Так, SOHO проводил наблюдения Солнца в тех диапазонах, волны которых не проходят через земную атмосферу, и изучал состояние короны и магнитных полей в фотосфере. (Наблюдения же настоящего затмения с Земли позволят проверить, насколько хорошо имитируют его в повседневной работе коронографы SOHO - LASCO и UVCS, и откалибровать инструменты.) Ulysses наблюдал со своей полярной по отношению к Солнцу орбиты петли солнечного материала, отрывающиеся от солнечной короны. Стоит отметить одну необычную задачу наблюдений, проводившихся с летающей обсерватории на C-130. С помощью недавно рассекреченного военного инфракрасного детектора предпринималась попытка обнаружить пылевые кольца вокруг Солнца, сходные с кольцами внешних планет. Метеоспутники GOES, напротив, наблюдали тень Луны на поверхности Земли в течение всех четырех часов затмения. Из их снимков был составлен «мультфильм» движения тени. NASA обеспечило «прямой репортаж» о затмении через свои серверы в сети Internet. Изображения передавались с о. Аруба через специальную наземную станцию и спутник-ретранслятор TDRS. |
SOHO обнаружил на Солнце торнадо
И.Лисов. НК.
28 апреля ученые Европейского космического агентства объявили о последних открытиях, сделанных с помощью европейско-американской солнечной обсерватории SOHO.
Волосы Солнца
Британские исследователи Дэвид Пайк и Хелен Мейсон изучали движения в солнечной атмосфере с помощью сканирующего спектрометра CDS. Спектрометр измеряет скорости «ветра» в атмосфере Солнца по допплеровскому смещению линий ионизированного кислорода. Неожиданным результатом этой работы стала регистрация примерно 10 солнечных торнадо - мощных вихрей, наблюдаемых преимущественно вблизи полюсов. Скорость вещества в этих вихрях достигает 15 км/с, а «порывы ветра» имеют еще вдесятеро большую скорость! По сравнению с солнечными, земные торнадо с ветрами в 150 м/с выглядят просто жалко.
Какие еще результаты получены на SOHO? Недавно удалось частично прояснить вопрос, почему солнечная корона в сотни раз горячее видимой поверхности. Британский исследователь Эрик Прист сообщил, что считавшаяся наиболее вероятной гипотеза магнитных волн оказалась неверна. Приборами SOHO удалось впервые пронаблюдать магнитные волны, но они затухают прежде, чем достигают самых горячих частей короны.
Однако получены доказательства того, что по крайней мере часть нагрева происходит от перепутывания и пересоединений линий магнитного поля. С помощью прибора MDI/SOI ученые установили, что вид «магнитного ковра» полностью изменяется всего за 40 часов. Пересоединения линий магнитного поля ежедневно сопровождаются тысячами взрывов, которые выделяют энергию в солнечную атмосферу - и наблюдаются в виде струй газа прибором SUMER и ярких пятен (блинкеров) прибором CDS. Эта теория оказалась способной естественным образом объяснить много различных явлений.
Известно, что быстрый солнечный ветер исходит из полярных областей, где напряженность магнитного поля ниже. Уже в начальный период наблюдений на УФ-коронографе UVCS было обнаружено замечательное явление ускорения атомов кислорода из холодных корональных дыр. «Двигателем» этого ускорения могут служить перекручивающиеся магнитные волны, которые также, возможно, связаны с солнечными торнадо.
В области медленного ветра на коронографе LASCO выявлено множество крупных и мелких выбросов массы, покидающих Солнце под действием сильных и слабых взрывов. Несколько таких выбросов могут происходить почти одновременно из удаленных друг от друга районов экваториальной зоны.
Гелиосейсмология
Интерферометр MDI/SOI выполняет измерения вертикальных движений поверхности Солнца в 1 млн точек. Этого достаточно для регистрации колебаний, связанных с прохождением в теле Солнца звуковых волн. По их частотам удается оценить температуры и скорости внутри Солнца. Эта техника гелиосейсмологии позволила картировать потоки газа под видимой поверхностью Солнца и связать их с подъемами и опусканиями вещества в больших конвекционных вихрях. Обнаружен также медленный поток подповерхностного материала от экватора к полюсам.
Тщательно измерена скорость дифференциального вращения Солнца на разных широтах и глубинах. Обнаружено существенное изменение скоростей вращения на границе
зоны турбулентной конвекции и расположенной глубже радиационной зоны. С ним, по-видимому, связан источник магнитного поля. Найдена также околополярная граница, где скорость вращения падает не постепенно, а резко. Эту границу исследователи связывают с тормозным эффектом магнитного поля и с границей формирования медленного и быстрого солнечного ветра.
Приборы GOLF и VIRGO регистрируют колебания Солнца в целом: первый по вертикальным движениям, второй по вариациям яркости. Их данные дают основания считать, что ядро Солнца может быть несимметричным и отнюдь не так спокойно, как считали теоретики. Это может объяснить «загадку холодного ядра» - оцениваемая температура ядра недостаточна для объяснения довольно высокой температуры поверхности.
Звездный ветер и солнечный теннис
С помощью прибора CELIAS зарегистрировано множество ионов тяжелых элементов, уходящих вместе с солнечным ветром, изучено распределение масс и зарядов ионов для быстрого и медленного ветра. В то же время прибор SWAN регистрирует нейтральные атомы космического излучения, проникающие в солнечную магнитосферу. Межзвездный водород наблюдается по своему УФ-излучению, которое сильнее со стороны налетающего «звездного ветра». В то же время за Солнцем в звездном ветре наблюдается полость - водородные атомы ионизируются частицами солнечного ветра. Два года наблюдений показали, что звездный ветер налетает со стороны созвездия Змееносца, из точки с координатами
α=16h36m,σ=13°39'.
В декабре 1997 г. SOHO попал в струю межзвездного гелия, который поступал почти точно из-за Солнца и частично рассеивался его тяготением. В этот период UVCS зарегистрировал большое увеличение концентрации гелия в гало вокруг Солнца.
Часть межзвездных атомов ионизируется и «выметается» к границам гелиосферы, получает энергетическую подпитку в ударной волне и вновь возвращается во внутреннюю часть Солнечной системы. Приборы COSTEP и ERNE регистрируют эти атомы как аномальные космические лучи. Другие «выметенные» атомы уходят в межзвездную среду, «подцепляют» там недостающие электроны и опять возвращаются в виде нейтральных частиц. По ним можно судить об условиях сразу за границей магнитоферы Солнца.
Часовой солнечной погоды
А еще SOHO работает «часовым» солнечной погоды. В обсерватории Пари-Мёдон ежедневно принимают изображение Солнца с УФ-телескопа EIT в четырех диапазонах волн. На них видны зоны мощной активности, в которых могут возникнуть вспышки и корональные выбросы. В апреле 1997 г. коронограф LASCO продемонстрировал способность отследить выброс массы, идущий в сторону Земли. В свою очередь прибор CELIAS регистрирует прибытие этого материала за 30-60 мин до того, как он достигнет Земли, определяет скорость и плотность. Тем самым предсказывается сила солнечной бури. Как говорит директор научных программ ЕКА Рожер Боннэ, в отношении SOHO граница между «прикладными» исследованиями и «фундаментальной» наукой отсутствует.
КА SOHO, изготовленный ЕКА, был запущен носителем NASA 2 декабря 1995 г. в точку либрации в 1.5 млн км от Земли в сторону Солнца и «вступил в строй» два года назад, в апреле 1996 г. Недавно ЕКА и NASA приняли решение об эксплуатации обсерватории до 2003 г. Это значит, что SOHO захватит как солнечный минимум в 1996 г., так и максимум около 2000 г.
Статья подготовлена по материалам ЕКА.
Потеряна связь с SOHO
Сообщение ЕКА.
24 июня в 23:16 UTC во время штатных служебных операций операторы потеряли связь с космическим аппаратом SOHO (Solar and Heliospheric Observatory - Солнечная и гелиосферная обсерватория), и он перешел в режим аварийного поиска Солнца. Этот режим запускается в случае, если происходит аномальное событие и КА теряет свою ориентацию на Солнце. В режиме ESR аппарат автоматически пытается вновь сориентировать себя на Солнце путем включения двигателей ориентации по данным бортового солнечного датчика.
Усилия по восстановлению нормальной работы успеха не имели, была потеряна
телеметрия. Последующие попытки с полным использованием средств Сети дальней связи NASA до настоящего времени (26 июня) также не были успешными. Инженеры ЕКА и NASA продолжают попытки восстановления связи с аппаратом.
Миссия SOHO является совместным предприятием ЕКА и NASA. Космический аппарат был запущен ракетой Atlas 2 со Станции ВВС «Мыс Канаверал» во Флориде 2 декабря 1995 г. Управление полетом ведется из центра управления в Центре космических полетов им.Годдарда NASA в шт.Мэрилэнд (США).
В апреле 1998 г. SOHO успешно закончил свою номинальную двухлетнюю работу по исследованию атмосферы, поверхности и внутренних областей Солнца. (ЕКА и NASA рассчитывали продлить ее до 2003 г. - И.Л.) Его основные научные достижения - обнаружение плазменных рек под поверхностью Солнца, открытие магнитного «ковра» на солнечной поверхности, который, по-видимому, несет ответственность за значительную часть энергии, необходимой для создания очень высокой температуры солнечной короны, первое обнаружение вызванных вспышками солнцетрясений, открытие более 50 комет, тесно сближающихся с Солнцем, наиболее детальная информация о солнечной атмосфере и интереснейшие изображения и «мультфильмы» корональных выбросов, которые используются для улучшения прогноза солнечной погоды.
Перевод с английского И.Лисова
