Solar Orbiter (SolO) — автоматический космический аппарат для исследования Солнца, разработанный ЕКА при участии НАСА . Первая миссия среднего класса программы Cosmic Vision .

Несколько гравитационных манёвров у Венеры и Земли позволят аппарату выйти на эллиптическую гелиоцентрическую орбиту с большим наклонением и перигелием внутри орбиты Меркурия (около 60 R _☉ , или 0,284 а. е. ). Наклонение позволит аппарату наблюдать полярные области Солнца, недоступные с Земли и других мест эклиптики. SolO будет выполнять детальные измерения внутренней гелиосферы и зарождающегося солнечного ветра, а также вести наблюдения полярных областей Солнца, которые трудно делать с Земли. Все эти исследования помогут ответить на вопрос «Как Солнце создаёт и контролирует гелиосферу?» Планируются совместные исследования с американским солнечным зондом « Паркер », находящимся на гелиоцентрической орбите с 2018 года.

После нескольких задержек, запуск осуществлён 10 февраля 2020 года с космодрома на мысе Канаверал во Флориде ракетой-носителем Атлас-5 .

Научные задачи

Космический корабль будет приближаться к Солнцу каждые шесть месяцев. Ближайший подход будет расположен, чтобы позволить повторное исследование той же области солнечной атмосферы. Солнечный Орбитер сможет наблюдать за накоплением магнитной активности в атмосфере, которая может привести к мощным солнечным вспышкам или извержениям.

Исследователи также будут иметь возможность координировать наблюдения с миссией НАСА Parker Solar Probe (2018—2025), которая выполняет измерения расширенной короны Солнца.

Целью миссии является проведение исследований Солнца и его внутренней гелиосферы с высоким разрешением. Новое понимание поможет ответить на эти вопросы:

• Как и где плазма солнечного ветра и магнитное поле возникают в короне ?
• Как солнечные переходные процессы влияют на изменчивость гелиосферы?
• Как солнечные извержения производят излучение энергичных частиц, которое заполняет гелиосферу?
• Как работает солнечное динамо и обеспечивает связь между Солнцем и гелиосферой?

Научная полезная нагрузка

Научная полезная нагрузка состоит из 10 инструментов:

Гелиосферные приборы на месте (4)

• SWA — Solar Wind Plasma Analyser, Анализатор солнечного ветра (Великобритания): для измерения свойств и состава солнечного ветра
• EPD — Energetic Particle Detector, детектор энергетических частиц (Испания): для измерения состава, временных характеристик и функций распределения сверхтермальных и энергетических частиц. Научные темы, которые необходимо рассмотреть, включают источники, механизмы ускорения и процессы переноса этих частиц.
• MAG (Великобритания): Магнитометр , обеспечит подробные измерения магнитного поля
• RPW — Radio and Plasma Waves, Анализатор радио и плазменных волн (Франция): для измерения магнитных и электрических полей с высоким временным разрешением

Солнечные приборы дистанционного зондирования (6)

• PHI: Polarimetric and Helioseismic Imager (Германия): для обеспечения высокого разрешения и полнодисковых измерений фотосферного векторного магнитного поля и скорости прямой видимости (LOS), а также интенсивности континуума в видимом диапазоне длин волн. Карты скоростей LOS будут иметь точность и стабильность, что позволит проводить детальные гелиосейсмические исследования внутренней части Солнца, в частности зон высокого разрешения в конвекционной области Солнца и измерений фотосферного магнитного поля на полном диске
• EUI — Extreme Ultraviolet Imager (Бельгия): предоставит последовательности изображений атмосферных слоёв Солнца над фотосферой, обеспечивая тем самым незаменимую связь между поверхностью Солнца и внешней короной, которая в конечном итоге определяет характеристики межпланетной среды. Также предоставит первые в мире УФ-изображения Солнца с точки зрения вне эклиптики (до 34° солнечной широты во время расширенной фазы миссии)
• SPICE — Спектральная визуализация корональной среды (Франция): Спектроскопия экстремального ультрафиолетового изображения для дистанционной характеристики свойств плазмы солнечной короны на диске. Это позволит сопоставить составные признаки на месте солнечных потоков ветра с областями их источника на поверхности Солнца
• STIX — спектрометрический телескоп для получения рентгеновских снимков (Швейцария): для обеспечения спектроскопии визуализации солнечного теплового и нетеплового рентгеновского излучения от 4 до 150 кэВ. STIX предоставит количественную информацию о времени, местоположении, интенсивности и спектрах ускоренных электронов, а также высокотемпературной термоплазмы, в основном связанной со вспышками и / или микровспышками
• METIS — коронограф (Италия): для одновременного отображения видимого, ультрафиолетового и экстремального ультрафиолетового излучения солнечной короны и диагностики с беспрецедентным временным охватом и пространственным разрешением структуры и динамики полной короны в диапазоне от 1,4 до 3,0 (от 1,7 — 4,1) солнечные радиусы от центра Солнца, минимальный (максимальный) перигелий во время номинальной миссии. Это регион, который имеет решающее значение в связывании солнечных атмосферных явлений с их эволюцией во внутренней гелиосфере
• SoloHI — Solar Orbiter Heliospheric Imager (США): для изображения как квазистационарного потока, так и переходных возмущений солнечного ветра в широком поле зрения, наблюдая видимый солнечный свет, рассеянный электронами солнечного ветра. Это обеспечит уникальные измерения, чтобы точно определить выбросы корональной массы (CME). (Предоставлено United States Naval Research Laboratory (NRL))

Временная шкала и статус

• Апрель 2012 года: контракт на строительство орбитального спутника на сумму 300 миллионов евро присуждён Astrium UK .
• Июнь 2014: Солнечный щит завершает 2-недельное тестирование .
• Сентябрь 2018 года: Космический аппарат отправлен в в Германии, чтобы начать годовое тестирование .
• 10 февраля 2020: Успешный запуск
• 1 июня 2020: зонд Solar Orbiter внезапно вошёл в хвост кометы ATLAS .

Задержки запуска

В апреле 2015 года запуск был перенесён с июля 2017 года на октябрь 2018 года. В августе 2017 года Solar Orbiter считался «на ходу» для запуска в феврале 2019 года. Запуск произошёл 10 февраля 2020 года на ракете Атлас V 411.

Траектория

После запуска Solar Orbiter потребуется приблизительно 3,5 года, используя многократные гравитационные манёвры у Земли и Венеры, чтобы достичь своей рабочей эллиптической орбиты с перигелием 0,28 а. е. и афелием 0,9 а. е. В течение ожидаемой продолжительности полёта 7 лет, он будет использовать дополнительные вспомогательные силы гравитации Венеры, чтобы поднять наклон аппарата от 0° до 24°, что позволит ему лучше видеть полюса Солнца. Если расширенная миссия будет одобрена, наклон может увеличиться до 33°.

Ход миссии

15 июня 2020 года Solar Orbiter совершил первое сближение с Солнцем, пройдя перигелий .

27 декабря 2020 года в 12:39 по Гринвичскому времени или в 15:39 по Москве Solar Orbiter совершил первый пролёт мимо Венеры, приблизившись к планете на расстояние 7500 км, что позволило изменить наклонение орбиты зонда .

9 августа 2021 года зонд пролетел во второй раз мимо Венеры на расстоянии 7995 километров от поверхности планеты .

С 17 по 19 декабря 2021 года камера SoloHI, установленная на борту автоматического космического аппарата Solar Orbiter, сделала последовательность снимков, на которых видно комету C/2021 A1 Leonard .

См. также

• Cosmic Vision

Примечания

Ссылки