Тематическое исследование

Солнечный орбитальный аппарат

Solar Orbiter - первый космический аппарат, обеспечивающий крупный план полярных областей Солнца и решающий центральный вопрос гелиофизики: как Солнце создает и контролирует постоянно изменяющуюся космическую среду во всей Солнечной системе?

Впечатление художника о солнечном орбитальном аппарате в космосе, приближающемся к Солнцу

Предоставлено: Airbus.

Обзор

Solar Orbiter был выбран в качестве первой миссии среднего класса в рамках программы ESA Cosmic Vision на 2015-2025 годы. В программе излагаются ключевые научные вопросы, на которые необходимо ответить, о развитии планет и возникновении жизни, о том, как работает Солнечная система, о происхождении Вселенной и о фундаментальной физике, действующей во Вселенной.

Solar Orbiter стремится сделать значительный прорыв в нашем понимании как работы внутренней гелиосферы, так и влияния на нее солнечной активности. Solar Orbiter будет измерять плазму солнечного ветра, поля, волны и энергичные частицы достаточно близко к Солнцу, чтобы убедиться, что они все еще относительно нетронуты.

На орбите миссии космический корабль будет двигаться по эллипсу вокруг Солнца, что приведет его к более высокой широте Солнца. Это позволит держать в поле зрения солнечные элементы и отслеживать их в течение нескольких недель.

Миссия, запущенная 10 февраля 2020 года, будет обеспечивать крупномасштабные наблюдения Солнца в высоких широтах. Solar Orbiter будет иметь высокоэллиптическую орбиту - от 1,2 а.е. в афелии до 0,28 а.е. в перигелии.

Во время начальной фазы полета, которая продлится до ноября 2021 года, Solar Orbiter выполнит два гравитационных маневра вокруг Венеры и один вокруг Земли, чтобы изменить траекторию космического корабля, направляя его к самым внутренним регионам Солнечной системы. В то же время Solar Orbiter будет собирать данные на месте, характеризовать и калибровать свои инструменты дистанционного зондирования. Первый близкий прохождение Солнца произойдет в 2022 году на расстоянии примерно трети расстояния от Земли до Солнца. Номинальная продолжительность миссии составляет семь лет с возможностью продления миссии еще на три года.

Для получения более подробной информации, пожалуйста, посетите страницы Solar Orbiter на веб-сайте ESA .

Факты о миссии

Орбита миссии спроектирована так, чтобы быть синхронной с вращением Солнца, что впервые обеспечивает длительные наблюдения. Это позволит миссии наблюдать за развитием событий, таких как солнечные бури.

Инструменты на борту будут выполнять дистанционные наблюдения за солнечными элементами и измерения на месте солнечного ветра, бомбардирующего космический корабль. Эта комбинация удаленных и установленных на месте инструментов позволит глубоко изучить тесную связь между происхождением солнечных элементов, таких как солнечные извержения, и их появлением в космосе. Эта уникальная миссия может стать важным прорывом в нашем понимании того, как работает внутренняя солнечная система и как она управляется солнечной активностью.

Трехосная стабилизированная конструкция космического корабля разрабатывается таким образом, чтобы выдерживать палящий жар от Солнца, который ударит с одной стороны, и холод космоса с противоположной стороны, которая обычно находится в тени. Солнечные батареи проектируются таким образом, чтобы обеспечивать критичный блок питания без перегрева.

Solar Orbiter управляется и финансируется в основном ЕКА при тесном международном сотрудничестве с НАСА в рамках инициативы International Living with a Star.

Технологии

Космический аппарат Solar Orbiter основан на конструкции BepiColombo, в которой повторно используется технология, разработанная для этой предыдущей миссии. Будет добавлена дополнительная тепловая защита, чтобы он мог работать в экстремальных температурных условиях. Приборы будут снабжены вырезами и дверцами в теплозащитном экране. Инструменты были выбраны совместно ЕКА и НАСА в рамках сотрудничества для обеспечения наблюдений на месте и удаленных наблюдений.

Инструменты на месте:

  • SWA (анализатор солнечного ветра)
  • МАГ (магнитометр)
  • RPW (радио и плазменные волны)
  • EPD (Детектор энергичных частиц)

Удаленные инструменты:

  • EUI (сканер экстремального ультрафиолета)
  • SPICE (Спектральная визуализация корональной среды)
  • PHI (поляриметрический и гелиосейсмический формирователь изображений)
  • STIX (телескоп рентгеновского спектрометра)
  • METIS / COR (коронограф)
  • SolOHI (формирователь изображений гелиосферы)

Участие Великобритании

Британские команды из Университетского колледжа Лондона, Имперского колледжа Лондона и Лаборатории Резерфорда Эпплтона при финансовой поддержке Космического агентства Великобритании задействованы в 4 из 10 инструментов на Solar Orbiter.

  • SWA (анализатор солнечного ветра) использует три датчика и блок обработки для измерения различных элементов солнечного ветра и характеристики их поведения в различных солнечных условиях. В качестве главных исследователей MSSL Лондонского университета возглавил разработку этого набора инструментов и построил один из датчиков.
  • MAG (магнитометр) состоит из двух датчиков, расположенных на выдвижной стреле в тени космического корабля, то есть вдали от Солнца, и блока электроники внутри корпуса космического корабля, что позволяет производить замеры магнитного поля на месте и предоставлять важную диагностическую информацию. Имперский колледж Лондона возглавил разработку этого инструмента.
  • EUI (Extreme Ultraviolet Imager) - это набор телескопов, формирующих изображения, которые будут обеспечивать изображения горячих и холодных слоев солнечной атмосферы и солнечной короны, показывая динамику в мельчайших деталях и обеспечивая связь между солнечной поверхностью и внешней короной. MSSL Университетского колледжа Лондона является соисследователем этого инструмента.
  • SPICE (Spectral Imaging of the Coronal Environment) - телескоп с решетчатым спектрографом и двумя детекторами с активными пиксельными сенсорами, которые будут обеспечивать изображения солнечного диска и короны. SPICE сможет изучить особенности как на поверхности, так и в короне, а также посмотреть на связь между ними. Лаборатория Резерфорда Эпплтона является главным исследователем этого прибора.

Промышленность Великобритании сыграла ключевую роль в развитии миссии. Компания Airbus Defence and Space, базирующаяся в Стивенедже, была выбрана Европейским космическим агентством в качестве генерального подрядчика миссии и построила большую часть космических кораблей. Контракт на сумму около 300 миллионов евро является одним из самых крупных, когда-либо подписанных между Научной программой ЕКА и британской компанией.

Опубликовано 10 апреля 2019 г.
Последнее обновление 16 декабря 2021 г.