태양 궤도선

Solar Orbiter
이 기사는 유럽우주국의 태양물리학 궤도선에 관한 것이다.나사의 현장 태양물리학 궤도선은 파커 솔라 프로브를 참조하십시오.
태양 궤도선
ESA's Solar Orbiter
아티스트의 태양 궤도선 렌더링
미션 타입태양 일물리학 궤도선
교환입니다.ESA/NASA
COSPAR ID2020-010a Edit this at Wikidata
새캣45167
웹 사이트sci.esa.int/solar-orbiter/
미션 기간7년 (최종)
+ 3년 (표준)[1][2]
경과기간 : 2년 5개월 21일
우주선 속성
제조원에어버스 디펜스 앤드 스페이스
발사 질량1,800 kg (4000파운드)[3]
페이로드 질량209 kg (461파운드)[4]
치수2.5 × 3.1 × 2.7 m (8 × 10 × 9 ft)[3]
힘180와트[3]
임무 개시
발매일2020년 2월 10일 04:03[5] UTC
로켓Atlas V 411 (AV-087)[6][7]
발사장소케이프 커내버럴, SLC-41
청부업자United Launch Alliance(통합 론칭 얼라이언스)
입력 서비스2021년 11월
(주 임무 개시)
궤도 파라미터
레퍼런스 시스템태양중심
정권타원 궤도
근일점 고도0.28 au[6]
원일리온 고도0.91 au
기울기24° (잠수 미션)
33°(잠수 미션)
기간168일
에폭?
주된
유형리체이-크레티엔 리플렉터
직경160 mm
초점 거리2.5m
파장가시광선, 자외선, X선
Solar Orbiter insignia.png
태양 궤도선 임무용 휘장입니다.

태양 궤도선(Solar [8]Orbiter, Solar Obiter)은 유럽우주국에 의해 개발된 태양 관측 위성이다.태양권 내부와 초기 태양풍의 상세한 측정치를 얻기 위해 고안된 SolO는 지구에서 하기 어려운 태양의 극지방을 면밀히 관찰할 것이다.이러한 관측은 태양이 태양권을 어떻게 만들고 제어하는지를 조사하는데 중요하다.

SolO는 태양을 수성 근일점 0.3075au [9]안에 두고 태양 반지름 60개(RS), 즉 0.284 천문단위(au) 가까이 움직이는 편심 궤도에서 관측한다.임무 수행 중 궤도 기울기는 약 24°까지 상승할 것이다.총 임무 비용은 15억 달러이며, ESA와 NASA의 [10]기여금을 모두 계산한다.

SolO는 2020년 2월 10일에 발사되었다.그 임무는 7년 동안 계속될 예정이다.

지구에서 본 태양의 크기(왼쪽, 1au)와 태양궤도선(0.284au, 오른쪽) 비교
영국 Stevenage에 있는 Airbus Defense and Space 시설을 떠나기 직전에 Solar Orbiter 구조 열 모델

우주선

태양궤도선 우주선은 근일점 근처의 높은 수준의 태양속으로부터 보호하기 위한 전용 방열판을 갖춘 태양점 3축 안정화 플랫폼이다.우주선은 전자적으로 깨끗한 환경에서 원격 감지와 현장 계측의 조합을 수용할 수 있는 안정적인 플랫폼을 제공합니다.21개의 센서는 각각 태양환경에 접근하고 태양환경으로부터 보호하면서 위치나 원격감지 실험을 할 수 있도록 우주선에 구성되었다.솔라 오비터는 베피콜롬보 수성 궤도선의 태양 어레이와 같은 이전 임무로부터 기술을 물려받았다.태양 어레이는 태양에 가까이 있을 때 과열을 피하기 위해 세로 축을 중심으로 회전할 수 있습니다.배터리 팩은 행성 비행 중 발생하는 일식 기간과 같은 임무의 다른 지점에서 보조 전원을 제공합니다.

원격 측정, 추적 및 명령 하위 시스템은 X 대역으로 지구와의 통신 링크 기능을 제공합니다.서브시스템은 텔레메트리, 텔레커맨드 및 레인징을 지원합니다.저게인 안테나는 Launch and Early Orbit Phase(LEOP)에 사용되며 이제 조종 가능한 중게인 및 고게인 안테나를 사용할 때 임무 단계 동안 백업으로 작동합니다.고온 고이득 안테나는 지상국과의 링크를 확립하고 충분한 양의 데이터를 다운링크할 수 있도록 광범위한 위치를 가리켜야 합니다.그 디자인은 베피 콜롬보 미션에서 개작되었다.필요에 따라 안테나를 접어서 Solar Orbiter의 방열판으로부터 보호할 수 있습니다.따라서 대부분의 데이터는 처음에는 온보드 메모리에 저장되며 가능한 한 빨리 지구로 반송됩니다.

35-m 안테나가 있는 말라르게이(아르헨티나) 지상국은 하루에 4-8시간(유효) 동안 사용된다.ESA의 Malargüe 지상국은 호주 뉴 노르시아와 스페인 세브레로스에 있는 지상국과 함께 임무 전반에 걸쳐 모든 작업에 사용될 것이며,[1] 필요할 때 백업 역할을 할 것이다.

미션 운용

태양 궤도 궤도 애니메이션
폴라뷰애니메이션에 대한 자세한 내용은 이 비디오를 참조하십시오.
적도 뷰
태양 궤도선 · 수은 · 금성 · 지구 · 태양

명목 과학 운용 중 과학 데이터는 지상국과의 각 통신 기간 동안 8시간 동안 다운링크된다.미션에 필요한 총 과학 데이터 반환에 도달하기 위해 필요에 따라 8시간의 추가 다운링크 패스가 예정되어 있습니다.Solar Orbiter 지상 세그먼트는 딥 스페이스 임무를 위해 ESA의 인프라를 최대한 재사용합니다.

  • 지상국은 ESA의 우주 추적 스테이션 네트워크(ESTRACK)에 속해 있습니다.
  • 독일 다름슈타트 ESOC에 위치한 미션 운영 센터(MOC)
  • 스페인 비야누에바 데 라 카냐다의 ESAC에 위치한 SOC(Science Operations Centre)
  • 원격지에 위치한 다양한 센터와 스테이션을 연결하여 운영 데이터 트래픽을 지원하는 통신 네트워크

Science Operations Centre는 MOC에 대한 임무 계획과 페이로드 운영 요청 생성 및 과학 데이터 보관을 담당했습니다.SOC는 미션의 활성 과학 단계, 즉 크루즈 단계 초기부터 운영되었습니다.MOC에서 SOC로의 페이로드 운영 핸드오버는 NECP(Near-Earth Commissioning Phase) 종료 시 실행됩니다.아르헨티나에 있는 ESA의 말라르귀에 기지는 호주 뉴 노르시아 기지와 스페인 세브레로스 기지의 지상 [11]기지가 필요할 때 백업 역할을 하는 등 임무 전반에 걸쳐 모든 운영에 사용될 것이다.

2021년 11월까지 계속되는 첫 순항 단계에서, 태양 궤도선은 금성 주위에서 두 번의 중력 보조 기동을 하고, 태양계의 가장 안쪽 지역으로 우주선의 궤적을 바꾸기 위해 지구 주위에서 한 번의 기동을 할 것이다.이와 함께 솔라 오비터는 위치정보와 특성을 파악해 원격감지기를 교정한다.첫 번째 근접 태양 통과는 2022년 3월 26일 [12][13]태양으로부터 지구 거리의 약 3분의 1 지점에서 이루어질 것이다.

이 우주선의 궤도는 금성과 '공명'하는 것으로 선택되었는데, 이것은 이 우주선이 몇 개의 궤도마다 행성 근처로 돌아올 것이고 다시 행성의 중력을 이용하여 궤도를 변경하거나 기울일 수 있다는 것을 의미한다.처음에, 태양 궤도선은 행성들과 같은 평면에 한정될 것이지만, 금성과 마주칠 때마다 궤도 기울기가 증가할 것이다.예를 들어, 2025년 금성과 조우한 후, 그것은 17°의 기울기로 첫 번째 태양 통과를 할 것이며, 제안된 임무 확장 단계 동안 33°로 증가하여, 훨씬 더 많은 극지방을 [12]직접 볼 수 있게 할 것이다.

과학적 목적

이 우주선은 [3]6개월마다 태양에 가까이 접근한다.태양 대기의 동일한 영역을 반복적으로 연구할 수 있도록 가장 가까운 접근법이 배치될 것이다.태양궤도선은 강력한 태양 플레어나 폭발을 일으킬 수 있는 대기 중에 축적되는 자기 활동을 관찰할 수 있을 것이다.

연구자들은 또한 태양의 확장된 코로나 측정을 수행하는 나사의 파커 솔라 프로브 임무(2018-2025)와 함께 관측을 조정할 기회를 가질 것이다.

이 임무의 목적은 태양과 태양권 내부의 고해상도 연구를 수행하는 것입니다.새로운 이해를 통해 다음 질문에 대한 답을 얻을 수 있습니다.

  • 태양풍 플라즈마와 자기장은 코로나에서 어떻게 그리고 어디에서 발생합니까?
  • 태양 과도현상은 어떻게 태양권 변동을 일으키는가?
  • 태양 폭발은 어떻게 태양권을 채우는 강력한 입자 방사선을 생성합니까?
  • 태양 발전기는 어떻게 작동하며 태양권과 태양권 사이의 연결을 구동합니까?

인스트루먼트

과학 페이로드(payload)는 10개의 [14]기기로 구성됩니다.

태양권 내부 계기(4)
  • SWA – 태양풍 플라즈마 분석기(영국):태양풍의 이온 및 전자 부피 특성(밀도, 속도 및 온도 포함)을 측정하는 일련의 센서로 구성되어 태양으로부터 0.28 ~ 1.4 au 사이의 태양풍을 특징짓습니다.바람의 부피 특성을 결정할 뿐만 아니라 SWA는 핵심 요소(예: C, N, O 그룹 및 Fe, Si 또는 Mg)[4][15]에 대한 태양풍 이온 조성 측정을 제공한다.
  • EPD – 에너지 입자 검출기(스페인):초열 및 에너지 입자의 구성, 타이밍 및 분포 기능을 측정합니다.다루어야 할 과학적 주제에는 이러한[4] 입자의 소스, 가속 메커니즘 및 운반 프로세스가 포함된다.
  • MAG – 자기계(영국):높은 정밀도로 태양권 자기장(최대 64Hz)의 현장 측정을 제공합니다.이것은 태양의 자기장이 우주로 연결되고 태양 주기에 걸쳐 진화하는 방법, 입자가 어떻게 가속되고 지구를 포함한 태양계 주변에서 번식하는 방법, 코로나와 태양풍이 어떻게 가열되고 가속되는지에[4] 대한 상세한 연구를 용이하게 할 것입니다.
  • RPW – 무선 및 플라즈마파(프랑스):Solar Orbiter 계측기 중 유일하게 RPW는 위치 측정과 원격 감지 측정을 모두 수행합니다.RPW는 다수의 센서/안테나를 사용하여 높은 시간 분해능으로 자기장과 전기장을 측정하여 태양풍에서의[4] 전자파 및 정전기파의 특성을 파악합니다.
태양광 원격 감지기(6개)
  • PHI – 편광 및 일진 이미저(독일):가시 파장 범위의 연속체 강도뿐만 아니라 광구 벡터 자기장과 가시 가시선(LOS) 속도의 고해상도 및 전체 디스크 측정을 제공합니다.LOS 속도 맵은 정확성과 안정성을 갖추고 있어 태양 내부, 특히 태양 대류 구역 고해상도 및 광구 자기장의[4] 전체 디스크 측정의 상세한 일진학적 조사를 가능하게 합니다.
  • EUI – 익스트림 자외선 이미저(벨기에):광구 위의 태양 대기층을 촬영하여 궁극적으로 행성간 매체의 특성을 형성하는 태양 표면과 외부 코로나 사이에 없어서는 안 될 연결을 제공합니다.또한 EUI는 황도를 벗어난 관점에서 태양 최초의 UV 이미지를 제공합니다(연장 임무 [4]단계 동안 태양 위도의 최대 33°).
  • SPICE – Coronal 환경의 스펙트럼 이미징 (프랑스):극단적 자외선 이미징 분광법을 수행하여 Sun의 온디스크 코로나 플라즈마 특성을 원격으로 파악합니다.이를 통해 태양 표면에서[4][16][17] 발생원 영역에 태양풍 흐름의 구성 신호를 일치시킬 수 있습니다.
  • STIX – 이미징 X선용 분광계 망원경(스위스):4 ~ 150 keV의 태양 열 및 비열 X선 방출에 대한 영상 분광법을 제공합니다.STIX는 주로 플레어 및/또는 마이크로[4] 플레어와 관련된 고온 열 플라스마뿐만 아니라 가속 전자의 타이밍, 위치, 강도 및 스펙트럼에 대한 정량적 정보를 제공합니다.
  • Metis[18] – 코로나그래프(이탈리아):동시에 태양 코로나의 가시적 및 원거리 자외선 방출을 촬영하고, 공칭 임무 중 최소 근일점(1.7 ~ 4.1) 태양 중심에서 1.4 ~ 3.0 범위의 전체 코로나의 구조와 역학을 전례 없는 시간적 범위와 공간 분해능으로 진단한다.이 지역은 태양 대기 현상을 태양권[4] 내에서의 진화와 연결짓는 데 중요한 지역입니다.
  • SoloHI – 태양 궤도선 태양권 이미저(미국):태양풍 전자에 의해 산란된 가시광선을 관찰함으로써 넓은 시야에서 태양풍의 준안정 흐름과 일시적인 장애를 모두 촬영한다.SoloHI는 CME(Coronal Mass Dispection)를 정확히 파악하기 위한 고유한 측정을 제공합니다(NRL 제공).[4][19]

관련 기관

각 [20]계측기를 운영하는 기관은 다음과 같습니다.

발사 및 비행

기동 지연

2020년 2월 9일(미국일) 오후 11시 3분에 케이프 커내버럴에서 솔라 오비터를 발사.

2015년 4월, 2017년 7월에서 [22]2018년 10월로 출시가 연기되었다.2017년 8월, 솔라 오비터는 2019년 [23]2월 발사 예정으로 간주되었다.2020년 2월[5] 10일 아틀라스 V 411을 [7][24]통해 발사되었다.

시작하다

Atlas V 411 (AV-087)은 UTC 04:03에 플로리다 케이프 커내버럴의 SLC-41에서 이륙했다.솔라 오비터 우주선은 약 53분 후 센타우르 우주선에서 분리되었고, 유럽 우주국은 몇 분 [10]후 우주선으로부터 첫 신호를 얻었다.

궤적

발사 후 태양궤도선은 지구와 금성의 반복적인 중력 보조를 이용해 근일점 0.28AU, 원일점 0.91AU의 타원궤도에 도달하는데 약 3.5년이 걸릴 것이다.첫 번째 통과는 2020년 12월에 있었던 금성의 것이었다.예상 임무 기간인 7년 동안, 그것은 금성의 추가적인 중력 보조 장치를 사용하여 태양의 극을 더 잘 볼 수 있도록 기울기를 0°에서 24°로 증가시킬 것입니다.연장 임무가 승인되면 기울기가 33°[1][25]까지 더 높아질 수 있습니다.

금성 순항 단계에서 태양 궤도선은 2020년 5월 31일부터 6월 1일까지 혜성 C/2019 Y4(ATLAS)의 이온 꼬리를 통과했다.그것은 2020년 [26][27]6월 6일 혜성의 먼지 꼬리를 통과했다.

2020년 6월, 태양궤도선은 태양으로부터 7700만 km (4800만 mi) 이내에 접근하여 지금까지 [28]촬영된 것 중 가장 가까운 태양 사진을 캡처했다.

미션 타임라인

탐사선의 속도와 태양으로부터의 거리
  • 2012년 4월: Astrium UK에[29] 3억1900만유로 궤도선 제작 계약 체결
  • 2014년 6월 : 솔라 실드 2주 베이크[30] 테스트 완료
  • 2018년 9월: 우주선이 독일 IABG로 보내져 환경 테스트[31] 캠페인 시작
  • 2020년 2월 : 출시 성공[32]
  • 2020년 5월~6월 : C/2019 Y4(ATLAS)[26][27]의 이온과 먼지 꼬리를 만나다
  • 2020년 7월 : 태양의[33] 첫 이미지 공개
  • 2022년 3월: 태양 전체 원반과 외부 대기의 최고 해상도 이미지, 코로나[34] 촬영

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c "ESA Science & Technology - Spacecraft". sci.esa.int. Retrieved 30 March 2022.
  2. ^ "Solar Orbiter Mission". ESA eoPortal. Retrieved 17 March 2015.
  3. ^ a b c d "Solar Orbiter factsheet". esa.int. Retrieved 30 March 2022.
  4. ^ a b c d e f g h i j k "ESA Science & Technology - Instruments". sci.esa.int. Retrieved 30 March 2022.
  5. ^ a b "Launch Schedule – Spaceflight Now". spaceflightnow.com. Retrieved 30 March 2022.
  6. ^ a b "NASA – NSSDCA – Spacecraft – Details". nssdc.gsfc.nasa.gov.
  7. ^ a b "NASA Selects United Launch Alliance Atlas V Rocket to Launch Solar Orbiter Mission". United Launch Alliance. Digital Journal. 18 March 2014. Retrieved 19 March 2014.
  8. ^ Solar Orbiter(Solo)Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam(AIP)2019년 12월 18일 접속.
  9. ^ "Kiepenheuer-Institut fuer Sonnenphysik: SolarOrbiter PHI-ISS". Kis.uni-freiburg.de. Retrieved 9 August 2018.
  10. ^ a b "Atlas launches Solar Orbiter mission". SpaceNews. 10 February 2020. Retrieved 30 March 2022.
  11. ^ "ESA Science & Technology – Mission Operations". sci.esa.int.
  12. ^ a b "GMS: Solar Orbiter's Orbit". svs.gsfc.nasa.gov. 27 January 2020. Retrieved 14 February 2020. Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..
  13. ^ "Solar Orbiter crosses the Earth-Sun line as it heads for the Sun". esa.int. Retrieved 30 March 2022.
  14. ^ "Solar Orbiter". European Space Agency. Retrieved 2 August 2018.
  15. ^ Owen, C. J.; et al. (October 2020). "The Solar Orbiter Solar Wind Analyser (SWA) suite". Astronomy & Astrophysics. 642: A16. Bibcode:2020A&A...642A..16O. doi:10.1051/0004-6361/201937259. S2CID 224966409.
  16. ^ "SPICE on Solar Orbiter official website". spice.ias.u-psud.fr. 12 November 2019. Retrieved 12 November 2019.
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  21. ^ Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam. "Solar Orbiter (SolO)". Webseite.
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  27. ^ a b Wood, Anthony (29 May 2020). "ESA'S Solar Orbiter set for unexpected rendezvous with Comet ATLAS". New Atlas. Retrieved 1 June 2020.
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  30. ^ "Solar Orbiter's shield takes Sun's heat". Esa.int. June 2014.
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  32. ^ Thompson, Amy (10 February 2020). "Solar Orbiter launches on historic mission to study the sun's poles". space.com. Retrieved 10 February 2020.
  33. ^ Hatfield, Miles (15 July 2020). "Solar Orbiter Returns First Data, Snaps Closest Pictures of the Sun". NASA. Retrieved 15 January 2021.
  34. ^ "Zooming into the Sun with Solar Orbiter". www.esa.int. Retrieved 29 March 2022.

외부 링크

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