المدارية الشمسية

المدارية الشمسية
Solar Orbiter
تصور فني للمدارية الشمسية.
تصور فني للمدارية الشمسية.
طبيعة المهمةSolar heliophysics orbiter
المشغلESA / NASA
COSPAR ID2020-010A
SATCAT №45167
الموقع الإلكترونيsci.esa.int/solar-orbiter/
مدة المهمة7 years (nominal)
+ 3 years (extended)[1][2]
خصائص المركبة الفضائية
المصنعAirbus Defence and Space
وزن الإطلاق1,800 kg (4,000 lb)[3]
الحمولة209 kg (461 lb)[4]
الأبعاد2.5 x 3.0 x 2.5 m[3]
الطاقة180 watts[3]
بداية المهمة
تاريخ الإطلاق10 February 2020, 04:03 UTC[5]
الصاروخAtlas V 411 (AV-087)[6][7]
موقع الإطلاقCape Canaveral, SLC-41
المقاولUnited Launch Alliance
دخول الخدمةNovember 2021
(start of main mission)
المتغيرات المدارية
النظام المرجعيHeliocentric
النظامElliptic orbit
Perihelion0.28 au[6]
Apohelion0.91 au
الميل25° (nominal mission)
33° (extended mission)
الفترة168 يوم
الحقبةنجحت
التلسكوپ الرئيسي
Diameter160 mm
Focal length2.5 m
WavelengthsVisible light, ultraviolet, X-rays
شارة المهمة المدارية الشمسية.


شارة المهمة المدارية الشمسية.


الرؤية الكونية Cosmic Vision
← خوفو CHEOPS يوكلِد Euclid →

المدارية الشمسية (صولو SolO)[8] هو ساتل لرصد الشمس، طورته وكالة الفضاء الأوروپية. يهدف صولو لإجراء قياسات تفصيلية للغلاف الجوي الداخلي للشمس والرياح الشمسية الناشئة، وإجراء عمليات رصد موثوقة للمناطق القطبية الشمسية، والتي يصعب إجرائها من الأرض، والتي ستقدم إجابات على سؤال: "كيفية تكون الشمس وكيفية التحكم في الغلاف الشمسي؟"

سوف يقوم صولو برصد الشمس الشمس من مدار غريب الأطوار يتحرك بالقرب من ~ 60 نصف القطر الشمسي (R S )، أو 0.284 وحدة فلكية (ق)، ووضعه في الداخل عطارد] من الحافة 0.3075 الاتحاد الافريقي.[9]  أثناء المهمة ، سيرفع الميل المداري إلى حوالي 25 درجة. وتبلغ التكلفة الإجمالية للبعثة 1.5 مليار دولار أمريكي، بحساب كل من مساهمات وكالة الفضاء الأوروپية وناسا.[10]

تم إطلاق صولو في 10 فبراير 2020. ومن المقرر أن تستمر المهمة لمدة 7 سنوات.

مقارنة حجم الشمس كما تبدو من الأرض (يسار، 1 au) وكما تبدو من على المركبة الفضائية المدارية الشمسية (0.284 au، يمين).
النموذج الحراري الهيكلي للمدارية الشمسية قبل فترة وجيزة من مغادرتها مرفق إيرباص للدفاع والفضاء في ستڤنيدج، المملكة المتحدة.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

المركبة الفضائية

مركبة المدارية الشمسية هي منصة مثبتة بثلاث محاور موجهة نحو الشمس، ومزودة بدرع حراري مخصص لتوفير الحماية من المستويات العالية من التدفق الشمسي بالقرب من الحضيض. توفر المركبة الفضائية منصة ثابتة لاستيعاب مجموعة الاستشعار عن بعد والأجهزة في الموقع في بيئة نظيفة كهرومغناطيسياً. تم تركيب 21 جهاز الاستشعار على المركبة الفضائية للسماح لكل منها بإجراء تجاربه في الموقع أو الاستشعار عن بعد مع الوصول إلى البيئة الشمسية وحمايتها منها. استمدت المدارية الشمسية تقنياتها من المهام السابقة، مثل المصفوفات الشمسية من بي‌پي‌كلومبو مدارية المريخ الكوكبية (MPO). يمكن للمصفوفات الشمسية الدوران حول محورها الطولي لتجنب الحرارة الزائدة عندما تكون قريبة من الشمس. توفر حزمة البطارية طاقة تكميلية في مراحل أخرى من المهمة مثل فترات الكسوف التي حدثت أثناء التحليق الكوكبي.

يوفر النظام الفرعي للقياس عن بعد والتتبع والقيادة إمكانية ربط الاتصال بالأرض في النطاق X. يدعم النظام الفرعي القياس عن بعد والتحكم عن بعد وتحديد المدى. تُستخدم الهوائيات منخفض الكسب للإطلاق ومرحلة الدوران المبكرة (LEOP) و تعمل الآن كنسخة احتياطية أثناء مرحلة المهمة عندما تكون الهوائيات متوسطة وعالية الكسب قيد الاستخدام. تتطلب هوائي عالي الكسب مرتفع الحرارة التوجيه لنطاق واسع من المواقع لتحقيق الارتباط بالمحطة الأرضية وللتمكن من تنزيل كميات كافية من البيانات. تصميمها مقتبس من المهمة بي‌پي‌كلومبو. يمكن طي الهوائي للحصول على الحماية من الواقي الحراري للمدارية الشمسية إذا لزم الأمر. وبالتالي، سيتم تخزين معظم البيانات في البداية في ذاكرة مثبتة على المركبة وإرسالها إلى الأرض في أقرب فرصة ممكنة.

المحطة الأرضية في مالارگو بالأرجنتين، بهوائي قطره 35 متر، تستخدم لفترة 4-8 ساعات/يومياً (الفعالة). ستستخدم المحطة الأرضية لجميع العمليات خلال المهمة مع محطات أرضية احتياطية في [[نيو نوركيا بأستراليا، وسبريروس بإسپانيا، يمكن استخدامها إذا تطلب الأمر.[11]


عمليات المهمة

رسم متحرك لمسار المدارية الشمسية.
منظر قطبي. لمديز من الرسوم المتحركة التفصيلية، انظر هذا الڤيديو
منظر إستوائي
  المدارية الشمسية •   عطارد  •   الزهرة •   الأرض •   الشمس

أثناء العمليات العلمية الاسمية، يتم ربط البيانات العلمية لثمانية ساعات خلال كل فترة اتصال مع المحطة الأرضية. تتم جدولة تمريرات الوصلة الهابطة الإضافية التي تستغرق ثماني ساعات حسب الحاجة للوصول إلى إجمالي البيانات العلمية المطلوبة للمهمة. يعمل الجزء الأرضي من المدارية الشمسية على إعادة الاستخدام الأقصى للبنية التحتية لوكالة الفضاء الأوروپية لمهمات الفضاء العميق:

  • المحطات الأرضية: الذي يتبع شبكة محطة التتبع الفضائية التابعة لوكالة الفضاء الأوروپية (ESTRACK)
  • مركز عمليات المهمة (MOC)، ويقع في ESOC، دارمشتات، ألمانيا
  • مركز العمليات العلمية (SOC)، ويقع في ESAC، ڤيلانوڤا دى لا كاندا، إسپانيا
  • شبكة الاتصالات التي تربط بين مختلف المراكز والمحطات الموجودة عن بعد لدعم حركة البيانات التشغيلية

كان مركز العمليات العلمية مسؤولاً عن تخطيط المهمة وتوليد طلبات عمليات الحمولة إلى وزارة التجارة، فضلاً عن أرشفة البيانات العلمية. تم تشغيل مركز العمليات العلمية للمرحلة العلمية النشطة للمهمة، أي من بداية مرحلة الإقلاع وما بعدها. يتم تسليم عمليات الحمولة من مركز عمليات المهمة إلى مركز العمليات العلمية في نهاية مرحلة تكليف الأرض القريبة (NECP). ستُستخدم محطة مالارگو في الأرجنتين التابعة لوكالة الفضاء الأوروپية في جميع العمليات طوال المهمة، وستعمل محطات نورسيا الجديدة بأستراليا، وسبريروس بإسپانيا كمحطات أرضية احتياطية عند الضرورة.[12]

أثناء مرحلة الطواف الأولية، والتي ستستمر حتى نوفمبر 2021، ستقوم المدارية الشمسية بإجراء مناورتين للمساعدة في التغلب على الجاذبية حول كوكب الزهرة وأخرى حول الأرض لتغيير مسار المركبة الفضائية، وتوجيهها نحو المناطق الداخلية من النظام الشمسي. في الوقت نفسه، ستحصل المدارية الشمسية على بيانات في الموقع وتميز وتعاير أدوات الاستشعار عن بعد. سيجري أول مرور شمسي قريب في عام 2022 على بعد حوالي ثلث المسافة من الأرض إلى الشمس.[13]

اختير مدار المركبة الفضائية ليكون "in resonance" مع الزهرة، مما يعني أنه سيعود إلى محيط الكوكب كل بضعة مدارات ويمكنه مرة أخرى استخدام جاذبية الكوكب لتغيير أو إمالة مداره. في البداية، ستقتصر المدارية الشمسية على نفس المستوى مثل الكواكب، ولكن كل لقاء بالزهرة سيزيد من ميلها المداري. على سبيل المثال، بعد لقاء الزهرة عام 2025، ستجري أول مرور شمسي لها بزاوية 17 درجة، وتزداد إلى 33 درجة خلال مرحلة تمديد المهمة المقترحة، مما يجعل المزيد من المناطق القطبية داخل العرض المباشر.[13]

الأهداف العلمية

ستقوم المركبة الفضائية من الشمس كل ستة أشهر.[14] سيُخصص أقرب دوران لها حول الشمس لإجراء دراسة متكررة لنفس المنطقة من الغلاف الجوي الشمسي. ستكون "المدارية الشمسية" قادرة على مراقبة النشاط المغناطيسي المتراكم في الغلاف الجوي الذي يمكن أن يؤدي إلى اندلاع توهج شمسي قوي أو ثوران.

كما ستتوافر للعلماء الفرصة لتنسيق عمليات الرصد مع مهمة مسبار پاركر الشمسي التابع لناسا (2018-2025) الذي يقوم بقياسات لإكليل الشمس الموسع.

هدف المهمة هو الوصول لأقرب نقطة من الشمس، إجراء دراسات عالية الجودة للشمس وغلافها الداخلي. سيساعد هذا الفهم الجديد في الإابة عن الأسئلة التالية:

الأجهزة العلمية

تتألف الحمولة العلمية للمركبة من 10 أجهزة:[15]

أجهزة الغلاف الجوي الشمسي - في الموقع (4)
  • SWA - محلل پلازما الرياح الشمسية (المملكة المتحدة): ويتألف من مجموعة مجسات تقيس خصائص الأيونات والإلكترونات الحرة (بما في ذلك كثافة وسرعة ودرجة حرارة) الرياح الشمسية، وبالتالي تميز الرياح الشمسية بين 0.28 و1.4 وحدة فلكية من الشمس. بالإضافة إلى تحديد خصائص الكتلة للرياح، يوفر SWA قياسات لتكوين أيون الرياح الشمسية للعناصر الرئيسية (مثل مجموعة C, N, O و Fe, Si أو Mg)[16]
  • EPD - كاشف الجسيمات النشطة (إسپانيا): يقيس وظائف التكوين والتوقيت والتوزيع للجسيمات فوق الطاقة والحيوية. تشمل الموضوعات العلمية التي سيتم تناولها المصادر، وآليات التسريع، وعمليات النقل لهذه الجسيمات[17]
  • MAG - مقياس المغناطيسية (المملكة المتحدة): يوفر قياسات في الموقع للمجال المغناطيسي للغلاف الشمسي بدقة عالية. وسوف يسهل هذا إجراء دراسات تفصيلية حول الطريقة التي يرتبط بها المجال المغناطيسي للشمس بالفضاء ويتطور خلال الدورة الشمسية؛ كيف يتم تسريع الجسيمات وانتشارها حول النظام الشمسي، بما في ذلك الأرض؛ كيف يتم تسخين الاكليل والرياح الشمسية وتسريعها[16]
  • RPW - أمواج الپلازما والراديو (فرنسا): يعتبر RPW فريداً من نوعه بين أجهزة المدارية الشمسية، ويقوم بقياسات في الموقع والاستشعار عن بُعد. يقيس RPW المجالات المغناطيسية والكهربائية بدقة عالية باستخدام عدد من أجهزة الاستشعار/الهوائيات، لتحديد خصائص الموجات الكهرومغناطيسية والكهروستاتيكية في الرياح الشمسية[16]
أجهزة الاستشعار عن بعد - الشمسية (6)
  • PHI - المصور القطبي-الغلاف الشمسي (ألمانيا): يوفر قياسات عالية الدقة للمجال المغناطيسي المتجه للضوء وسرعة خط الإبصار (LOS) بالإضافة إلى قوة الاستمرارية في نطاق الطول الموجي المرئي. تتميز خرائط سرعة LOS بالدقة والثبات للسماح بإجراء تحقيقات مفصلة عن الشمس في المناطق الداخلية من الطاقة الشمسية، ولا سيما منطقة الحمل الحراري عالية الدقة وقياسات القرص الكامل للمجال المغناطيسي الضوئي[4]
  • EUI - مصور الأشعة فوق البنفسجية الأقصى (بلجيكا): يصور طبقات الغلاف الجوي الشمسي فوق الغلاف الضوئي، وبالتالي يوفر رابطاً لا غنى عنه بين سطح الشمس والإكليل الخارجي التي تشكل في نهاية المطاف خصائص الوسط بين الكواكب. كما يوفر EUI أول صور للشمس بالأشعة فوق البنفسجية من منظور خارج مسير الشمس (حتى 33 درجة من خط العرض الشمسي خلال مرحلة المهمة الممتدة)[4]
  • SPICE - التصوير الطيفي للبيئة الإكليلية (فرنسا): يقوم بإجراء مطيافية التصوير بالأشعة فوق البنفسجية الدقيقة لتوصيف الخصائص الپلازمية لإكليل الشمس على القرص عن بُعد. سيؤدي هذا إلى تمكين مطابقة توقيعات التكوين في الموقع لتيارات الرياح الشمسية إلى مناطق مصدرها على سطح الشمس[4][18][19]
  • STIX - مجهر مطياف التصوير بالأشعة السينية (سويسرا): يوفر تصوير مطيافية انبعاث الأشعة السينية الحرارية وغير الحرارية من 4 إلى 150 كيلوڤولت. يوفر الجهاز معلومات عن توقيت، موقع، كثافة، ومطيافية الإلكترونات المتسارعة وكذلك الپلازما الحرارية ذات درجات الحرارة العالية، والتي ترتبط غالباً بالإندلاعات م/أو الإندلاعات الصغرى[4]
  • Metis[20] - مخطط الإكليل (إيطاليا): يصور بصفة متزامنة الانبعاثات المرئية والأشعة فوق البنفسجية البعيدة للإكليل الشمسي، مع تغطية زمنية غير مسبوقة ودقة مكانية، هيكل وديناميكيات الهالة الكاملة في النطاق من 1.4 إلى 3.0 (من 1.7 إلى 4.1) نصف قطر شمسي من مركز الشمس ، على الأقل (الحد الأقصى) الحضيض أثناء المهمة الاسمية. هذه منطقة حاسمة في ربط الظواهر الجوية الشمسية بتطورها في الغلاف الشمسي الداخلي[4]
  • SoloHI - مصور الغلاف الشمسي في المدارية الشمسية (الولايات المتحدة): يصور التدفق شبه الثابت والاضطرابات العابرة في الرياح الشمسية عبر مجال رؤية واسع من خلال ملاحظة ضوء الشمس المرئي المنتشر بواسطة إلكترونات الرياح الشمسية. يوفر SoloHI قياسات فريدة لتحديد عمليات طرد الكتلة الإكليلية (CMEs). (وفرته NRL)[21][22]

مؤسسات مشاركة

المؤسسات التي تشغل كل من الأجهزة العلمية:[23]

خط زمني

  • أبريل 2012: عقد قيمته 300 يورو لبناء المدارية فازت به أستريوم المملكة المتحدة [25]
  • يونيو 2014: انتهاء اختبار الدرع الشمسي الذي استغرق أسبوعين[26]
  • سبتمبر 2018: شحن المركبة الفضائية إلى IABG في ألمانيا لبدء الاختبارات البيئية [27]
  • فبراير 2020: إطلاق المركبة بنجاح[28]
  • مايو-يونيو 2020: الالتقاء مع الذنب الغباري والأيوني للمذنب C/2019 Y4 (ATLAS)[29][30]

تأخير الإطلاق

في أبريل 2015، أُعلن عن تأخير عملية الإطلاق من يوليو 2017 إلى أكتوبر 2018.[31] في أغسطس 2017، اعتبرت المدارية الشمسية "على المسار" لإطلاقها في فبراير 2019.[32] تم الإطلاق في 10 فبراير 2020[5] على متن الصاروخ أطلس 5 411.[7][33]

إطلاق المدارية الشمسية من كيپ كاناڤرال في الساعة 11:3 مساءاً يوم 9 فبراير 2020 (تاريخ الولايات المتحدة).


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الإطلاق

أقلع الصاروخ أطلس 5(AV-087) من المنصة SLC-41 في كيپ كاناڤرال، فلوريدا، الساعة 4:03. انفصلت المدارية الشمسية عن مرحلة القنطور العليا بعد 53 دقيقة تقريباً، واستقبلت وكالة الفضاء الأوروپية الإشارات الأولى من المركبة في غضون دقائق.[10]

المسار

بعد الإقلاع، ستقضي المدارية الفضائية حولي 3.5 سنة، مستخدمة مساعدات الجاذبية المتكررة من الأرض والزهرة، للوصول إلى مدارها التشغيلي، المدار الإهليكي حيث الحضيض 0.28 و.ف، والأوج 0.91 و.ف. سيكون دورانها الأول حول الزهرة في ديسمبر 2020. وخلال مدة المهمة المتوقعة البالغة 7 سنوات، ستستخدم مساعد الجاذبية الإضافي من الزهرة لرفع ميلها من 0 درجة إلى 24 درجة، مما يتيح لها رؤية أفضل لقطبي الشمس. إذا تمت الموافقة على تمديد المهمة، يمكن أن ترتفع لميل 33 درجة.[1][34]

أثناء مهمة التحليق إلى الزهرة، ستمر المدارية الفضائية عبر الذنب الأيوني للمذنب C/2019 Y4 (ATLAS) من 31 مايو إلى 1 يونيو 2020. ستمر عبره في 6 يونيو 2020.[29][30]

انظر أيضاً

معرض الصور

  • صور الشمس، يوليو 2020
  • صور التقطتها المدارية الشمسية للشمس، 16 يوليو 2020، من أقرب نقطة وصلتها كاميرا للشمس، 77 مليون كم.

    صور التقطتها المدارية الشمسية للشمس، 16 يوليو 2020، من أقرب نقطة وصلتها كاميرا للشمس، 77 مليون كم.

  • مجموعة صور التقطتها المدارية الشمسية للشمس، 77 مليون كم.

    مجموعة صور التقطتها المدارية الشمسية للشمس، 77 مليون كم.

المصادر

  1. ^ أ ب https://sci.esa.int/web/solar-orbiter/-/44168-spacecraft%7CLast Update: 1 September 2019 - 8 February 2020
  2. ^ "Solar Orbiter Mission". ESA eoPortal. Retrieved 2015-03-17.
  3. ^ أ ب ت https://www.esa.int/ScienceExploration/SpaceScience/SolarOrbiter/SolarOrbiterfactsheet - 9 February 2020
  4. ^ أ ب ت ث ج ح https://sci.esa.int/web/solar-orbiter/-/51217-instruments - Last Update: 22 January 2020 - Retrieved 9 February 2020
  5. ^ أ ب https://spaceflightnow.com/launch-schedule/ - 8 February 2020
  6. ^ أ ب "NASA - NSSDCA - Spacecraft - Details". nssdc.gsfc.nasa.gov.
  7. ^ أ ب "NASA Selects United Launch Alliance Atlas V Rocket to Launch Solar Orbiter Mission". United Launch Alliance. Digital Journal. 18 March 2014. Retrieved 2014-03-19.
  8. ^ Solar Orbiter (SolO). Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP). Accessed on 18 December 2019.
  9. ^ "Kiepenheuer-Institut fuer Sonnenphysik: SolarOrbiter PHI-ISS". Kis.uni-freiburg.de. Retrieved 9 August 2018.
  10. ^ أ ب https://spacenews.com/atlas-launches-solar-orbiter-mission/ - 11 February 2020
  11. ^ "ESA Science & Technology - Spacecraft". sci.esa.int.
  12. ^ "ESA Science & Technology - Mission Operations". sci.esa.int.
  13. ^ أ ب "GMS: Solar Orbiter's Orbit". svs.gsfc.nasa.gov. 27 January 2020. Retrieved 14 February 2020.  هذا المقال يضم نصاً من هذا المصدر، الذي هو مشاع.
  14. ^ https://www.esa.int/ScienceExploration/SpaceScience/SolarOrbiter/SolarOrbiterfactsheet - 10 February 2020
  15. ^ "Solar Orbiter". European Space Agency. Retrieved 2 August 2018.
  16. ^ أ ب ت https://sci.esa.int/web/solar-orbiter/-/51217-instruments - 22 January 2020 - 10 February 2020
  17. ^ https://sci.esa.int/web/solar-orbiter/-/51217-instruments - Update 22 January 2020
  18. ^ "SPICE on Solar Orbiter official website". spice.ias.u-psud.fr. 12 November 2019. Retrieved 12 November 2019.
  19. ^ https://web.archive.org/web/20110511231002/http://www.mps.mpg.de/en/projekte/solar-orbiter/spice/}}
  20. ^ "MPS: SPICE: Spectral Imaging of the Coronal Environment". 11 May 2011. Archived from the original on 11 May 2011.
  21. ^ https://sci.esa.int/web/solar-orbiter/-/51217-instruments - Last Update: 22 January 2020 - Retrieved 8 February 2020
  22. ^ "Solar Orbiter Heliospheric Imager (SoloHI) – Space Science Division". Nrl.navy.mil. Retrieved 9 August 2018.
  23. ^ https://www.mps.mpg.de/solar-physics/solar-orbiter
  24. ^ Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam. "Solar Orbiter (SolO)". Webseite (in الإنجليزية).
  25. ^ "ESA contracts Astrium UK to build Solar Orbiter". Sci.esa.int. April 2012.
  26. ^ "Solar Orbiter's shield takes Sun's heat". Esa.int. June 2014.
  27. ^ Amos, Jonathan (18 September 2018). "Solar Orbiter: Spacecraft to leave UK bound for the Sun". BBC News. {{cite news}}: |archive-date= requires |archive-url= (help)
  28. ^ Thompson, Amy. "Solar Orbiter launches on historic mission to study the sun's poles". space.com. Retrieved 10 February 2020.
  29. ^ أ ب "Solar Orbiter to pass through the tails of Comet ATLAS". 29 May 2020. Retrieved 1 June 2020.
  30. ^ أ ب Wood, Anthony (29 May 2020). "ESA'S Solar Orbiter set for unexpected rendezvous with Comet ATLAS". New Atlas. Retrieved 1 June 2020.
  31. ^ "ESA Science & Technology - Solar Orbiter launch moved to 2018". sci.esa.int.
  32. ^ "Europe's Solar Orbiter on track for 2019 launch". Air & Cosmos. 28 August 2017. Retrieved 19 September 2017.
  33. ^ "Solar Orbiter: Summary". ESA. 20 September 2018. Retrieved 19 December 2018.
  34. ^ "ESA Science & Technology: Summar". Sci.esa.inty. 28 February 2018. Retrieved 20 March 2018.

وصلات خارجية

تمّ الاسترجاع من "https://www.marefa.org/w/index.php?title=المدارية_الشمسية&oldid=2200209"