Solar Dynamics Observatory (SDO) - Обсерватория солнечной динамики — космическая обсерватория НАСА для изучения Солнца, рассчитанная на 5 лет работы. Была запущена 11 февраля 2010 года в рамках программы «Жизнь со Звездой» (Living With a Star, LWS). Цель программы LWS является развитие научных знаний, необходимых для эффективного решения аспектов Солнечно-Земных связей, которые непосредственно влияют на жизнь и общество. Цель SDO является понимание влияния Солнца на Землю и околоземное пространство путем изучения солнечной атмосферы на малых масштабах времени и пространства и во многих длинах волн единовременно.
The insignia of the SDO by
phunk_ee, on Flickr
В течение пяти лет без перерывов она должна каждые десять секунд строить точнейшую карту поверхности светила в нескольких спектральных диапазонах, измерять быстро меняющийся поток жесткого ультрафиолета от Солнца и следить за переплетающимися линиями магнитного поля, конфигурация которого постоянно меняется. Обсерватория даже сможет заглянуть в недра ближайшей к Земле звезды и попробовать понять, как изменения на глубине влияют на внешние проявления солнечной активности.
У SDO три основных научных прибора:
SDO spacecraft instruments detailed by
phunk_ee, on Flickr
Первый – это AIA (англ. Atmospheric Imaging Assembly), сборка для (получения) изображений атмосферы (Солнца). По сути, AIA – целая батарея из четырех похожих телескопов, которые будут видеть наше светило одновременно в десяти цветовых каналах. Впрочем, из десяти «цветов» лишь один относится к видимому свету, да и тот – белый, предназначенный для получения изображений фотосферы во всем оптическом диапазоне.
Остальные девять работают в ультрафиолетовом диапазоне, от среднего до дальнего и экстремального ультрафиолета. Каждый из них чувствителен к ультрафиолету определенной энергии, соответствующей разным температурам и, соответственно, разным слоям солнечной атмосферы, температура которой растет с высотой. Большая часть фильтров отвечает линиям ионов железа разной степени ионизации, а также ионам гелия и углерода.
Благодаря AIA солнечная обсерватория сможет каждые десять секунд получать «цветные» изображения Солнца с непревзойденным качеством, каждый снимок записывается с разрешением в 16 мегапикселей. Это качество примерно того же уровня, что показывают нам в кинотеатрах IMAX. Каждому пикселю соответствует разрешение примерно в 0,6 угловой секунды, что проецируется примерно в 400 километров на поверхности Солнца.
Второй инструмент – это EVE (англ. Extreme ultraviolet Variability Experiment), эксперимент по [изучению] переменности в экстремальном ультрафиолете. Этот прибор должен измерять полный поток ультрафиолетовых (и даже рентгеновских) фотонов от Солнца в диапазоне длин волн от 105 нм до 0,1 нм. Разрешать каких-то деталей на поверхности Солнца прибор не сможет, зато каждые 10 секунд он будет выдавать подробнейший спектр светила и даже по отдельности считать приходящие от него фотоны самых высоких энергий (с длиной волны от 0,1 нм до 7 нм).
Именно в экстремальном ультрафиолете Солнце исключительно переменно. Его яркость здесь может меняться в сотни и тысячи раз, и если бы наши глаза могли видеть этот диапазон, никаких вопросов о переменности ближайшей звезды у нас бы не возникало. Но наши глаза экстремального УФ не видят, да он до поверхности Земли и не доходит – к счастью, потому что в противном случае несколько часов на пляже заканчивались бы для нас смертельной лучевой болезнью.
Тем не менее именно экстремальный ультрафиолет определяет температуру внешних слоев земной атмосферы и может значительно нагревать их, заставляя расширяться и тормозить движение низколетящих спутников. Кроме того, те же самые фотоны ответственны за диссоциацию молекул и ионизацию атомов в ионосфере, которая очень сильно влияет на радиосвязь и своей непредсказуемостью постоянно портит жизнь радиоастрономам, пытающимся уловить слабые радиоволны из глубины Вселенной.
Третий прибор на борту SDO позволит разглядеть основную причину всей многообразной активности – постоянно меняющуюся конфигурацию магнитных полей на Солнце, а также заглянуть в его недра с помощью сейсмических волн, которые из-за вспышек и мелких взрывов на его поверхности непрерывно зондируют нашу звезду. Этот инструмент носит название HMI (англ. Helioseismic and Magnetic Imager).
HMI в некотором смысле подобен AIA, но наблюдает всего одну линию, да и то не самую заметную в спектре Солнца. Это линия нейтрального никеля с длиной волны 676,8 нм, в которой HMI будет снимать Солнце с тем же пространственным разрешением, что и AIA, и с временным разрешением примерно в 1 минуту. Зато в каждом из 16 миллионов пикселей HMI сможет измерить профиль этой спектральной линии и четыре параметра Стокса, определяющих поляризацию света.
Ready for Integration by
sdomission, on Flickr
При том объеме данных, которые получает каждый из трех инструментов, и той скорости, с которой они обновляются, справиться с обработкой всей информации на орбите смог бы лишь очень мощный компьютер. Эту проблему разработчики SDO решили простым, но весьма необычным для космических обсерваторий образом – SDO отправилась на геостационарную орбиту, откуда будет непрерывно передавать на Землю все полученные данные, не обрабатывая их. Для этого в американском штате Нью-Мексико построена специальная станция космической связи, которая будет связана с одной лишь обсерваторией SDO. Сам космический аппарат, соответственно, висит над экватором примерно на долготе этой станции.
Ширина канала связи, который получила обсерватория SDO, – нечто небывалое для исследовательских спутников. Каждую секунду космический аппарат будет передавать на Земли 16 мегабайт информации. Аппарат, обошедшийся американским налогоплательщикам больше чем в $800 млн, должен проработать на орбите минимум 5 лет. Ученые надеются за это время проследить взлет активности Солнца от слишком затянувшегося минимума до максимума очередного, 24−го, цикла.
За это время SDO должна отправить на Землю около 2,5 петабайта информации, в которых астрономам и придется разбираться.
По материалам NASA, Wikipedia и infox.ruТекущие данные со всех трех инструментов SDO -
http://sdo.gsfc.nasa.gov/data/Галерея наиболее интересных снимков, полученных SDO, на сайте NASA -
http://sdo.gsfc.nasa.gov/gallery/main.phpГалерея SDO на Flickr -
http://www.flickr.com/photos/sdomission/