Evropské solární sondy

Před časem jsme uveřejnili přehled solárních misí asijských států (zejména japonských). Byly zmíněny i dvě čínské sondy a jedna indická. Tentokrát se budeme věnovat evropským solárním misím. Jsou to mise vypravené většinou ve spolupráci s americkou NASA (National Aeronautics and Space Administration). Na evropské straně byly spolupracujícími organizacemi ESRO (European Space Research Organisation) – předchůdkyně ESA (European Space Agency), ESA samotná a německá DFVLR (Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt) – předchůdkyně současné DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt).

Helios-A a Helios-B  jsou párem sond na heliocentrickém orbitu. Celá mise vznikla spoluprací západoněmecké DFVLR (70 %) a NASA (30 %), sondy byly vypuštěny v letech 1974 a 1976.

Helios_-_Trajectory

Oběžné dráhy Heliosu A a B
Zdroj: https://upload.wikimedia.org/Helios_-_Trajectory.png

Helios-A měl při vypuštění hmotnost 370 kg (se 73,2 kg vědeckých přístrojů) a Helios-B 376,5 kg (se 76,5 kg vědeckých přístrojů). Helios-B dosáhl o 3 mil. km bližšího perihélia než Helios-A. Tehdy rekordní vzdálenost (blízkost) 43 432 000 km byla dosažena 17. 4. 1976. Sondy Helios dokončily svou primární misi a v roce 1980 se projevila porucha radiového přenosu ze sondy Helios-B, následně v lednu 1981 byl sondě vydán pokyn k jeho ukončení, aby v budoucnu nedošlo k interferenci s novými misemi. Během 14. oběhu došlo k takové degradaci solárních panelů, že nebylo možné (mimo pozice u perihelia) současně získávat a odesílat data. Poslední telemetrie sondy Helios-A byla obdržena v únoru 1986.

Obě sondy zůstávají na své oběžné dráze kolem Slunce s oběžnou dobou cca 187 dní, a obě nasbíraly důležité údaje o pochodech, které vyvolávají sluneční vítr. Pozorování zodiakálního světla umožnila stanovit základní vlastnosti prachu v meziplanetárním prostoru mezi 0,1 a 1,0 au, jejich distribuci, barvu a polarizaci. Bylo zjištěno, že prach je více citlivý na gravitační  elektromagnetické síly, než se předpokládalo. Nebyla potvrzena předpokládaná heterogenita distribuce meziplanetárního prachu při průchodu komet. Sondy detekovaly prach i v blízkosti Slunce (ve vzdálenosti 0,09 au), navzdory očekávání, s ohledem na existenci slunečního větru.

International Sun-Earth Explorer 2 (ISEE-2) byla spolu s jedničkou a trojkou určena ke studiu magnetického pole poblíž Země a jeho interakcí se slunečním větrem. Byly to družice o hmotnosti 340 kg, které byly vypuštěné v roce 1977 na vysoce excentrickou geocentrickou dráhu s apogeem ve vzdálenosti 23 poloměrů Země (cca 146 000 km) a zpět do zemské atmosféry vstoupily a shořely za téměř 10 let.

ISEE-ORBITS

Orbity družic ISEE
Zdroj: https://en.wikipedia.org/File:ISEE_Orbits.gif

Program probíhal ve spolupráci mezi NASA (ISEE-1 a ISEE-3) a ESRO (European Space Research Organisation). Přístroje na palubě ISEE-2 měřily vlastnosti elektrického a magnetického pole v okolí Země a zkoumaly vztahy mezi slunečním a terestrickým prostředím na nejvzdálenějších hranicích pozemské magnetosféry. Dále byl zkoumán sluneční vítr v blízkosti Země a rázová vlna, která se tvoří na rozhraní magnetosféry. Na ten se zaměřil jeden z přístrojů na palubě ISEE 2 – SWE (Solar Wind Ion Experiment), který měřil mj. směr větru a energetická spektra pozitivních iontů o energiích 50 eV/q až 25 keV/q. V neposlední řadě bylo pokračováno v průzkumu kosmického záření a efektů slunečních erupcí na meziplanetární prostor v blízkosti 1 au od Slunce. Všechny tři sondy nesly řadu komplementárních přístrojů a navazovaly také na předchozí americké sondy IMP – Interplanetary Monitoring Platform. ISEE 1 and ISEE 2 obíhaly v malé vzdálenosti od sebe a prováděly simultánní koordinované měření. Manévrováním ISEE 2 bylo možné měnit vzdálenost mezi těmito dvěma sondami v rozmezí 10 km až 5 000 km.

Cluster II je mise ESA (s účastí NASA) ke studiu vlivu sluneční aktivity (slunečního větru) na magnetosféru a atmosféru Země – jako náhrada za původní misi ztracenou při selhání nosiče v roce 1996.

Cluster_medium

Družice mise Cluster II
Zdroj: http://www.esa.int/Cluster

Tato mise, která sestává ze čtyř identických družic, startovala po dvojicích z Bajkonuru v roce 2000 – Salsa se Sambou a Rumba (nebo také Fénix – protože byla sestrojena ze zbylých dílů z předchozích satelitů Cluster) se sondou Tango. Tyto družice letí v proměnné tetrahedrální formaci (trojboká pyramida), která umožňuje získávat trojrozměrné informace o sledovaném prostředí. Vzdálenost mezi jednotlivými družicemi může být měněna v rozmezí 4 km (dosaženo v r. 2013) až 10 000 km. Původně dvouletá mise je v současné době již poněkolikáté prodloužena do roku 2018. V součinnosti s touto misí létala mezi lety 2004 – 2007 společná mise čínské CNSA a ESA – Double Star – se satelity TC-1 a TC-2. Výsledky mise Cluster II patří mezi nejcitovanější z misí ESA.

European Retrievable Carrier (EURECA) byl 4,5 tunový satelit ESA, který byl vypuštěn v červenci roku 1992 z raketoplánu Atlantis (STS-46) a stažen z orbitu raketoplánem Endeavour (STS-57) v červnu roku 1993.

eureca-1__1

EURECA
Zdroj: https://space.skyrocket.de/eureca-1__1.jpg

Ze 16 aktivních přístrojů a jejich experimentů bylo šest zaměřeno na výzkum mikrogravitace, dva na výzkum kosmického záření, pět na vědy o kosmu a tři byly technologické demonstrátory. Na palubě byl mj. Solar Constant and Variability Instrument (SOVA, Belgie),  Solar Spectrum Instrument (SOSP, Francie), Occultation Radiometer Instrument (ORI, Belgie) a Advanced Solar Gallium Arsenide Array (ASGA, Itálie). Po jedenácti měsících pozorování, sestoupil satelit EURECA z operační výšky 515 km na orbitu ve výši kolem 300 km, aby byl v dosahu raketoplánu, který jej dopravil zpět na Zemi. Další čtyři plánované lety (s odlišnými experimenty) byly zrušené. V létě 2016 byla EURECA převezena do Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, kde bylo zkoumáno ovlivnění struktur satelitu expozicí kosmickým podmínkám. Na přední straně slunečních panelů byly mj. nalezeny 703 impakty, dalších 71 impaktů bylo na tepelné izolaci těla sondy a 158 na zadní straně slunečních panelů. Jejich velikost sahala od 10 mikrometrů do 6,4 milimetrů.

Ulysses (Odysseus) byla 366 kg hmotná sonda na heliocentrické dráze vypuštěná v roce 1990 z paluby Discovery při misi STS-41.  Odlet od Země směřoval k Jupiteru, u kterého sonda využila gravitační prak ke změně dráhy na sklon 80° k ekliptice. Oběžná doba sondy od té doby činí 6,2 roku, přísluní leží ve vzdálenosti 1,3 au a odsluní 5,4 au. Při průletech perihéliem v letech 1994/1995, 2000/2001 a 2007/2008 sonda plnila svou primární misi – studovat Slunce ve všech šířkách. Mezi jejími objevy je např. větší četnost tzv. rychlého slunečního větru a silnější magnetosféra na jihu Slunce. Mimo to se zaměřila na několik komet (mj. v červenci 1994 sledovala srážku komety Shoemaker-Levy 9 s Jupiterem).

Ulysses_3rd-orbit410

Třetí orbit sondy Ulysses
Zdroj: http://sci.esa.int/Ulysses_3rd-orbit410.jpg

Ulysses vznikl za spolupráce NASA, ESA a kanadského National Research Council (NRC). Sonda pracovala do konce června roku 2009. Ulysses jako jediná sonda pohybující se mimo ekliptiku nesla přístroj na sledování záření gama a byla důležitou součástí InterPlanetary Network (IPN) sloužící k detekování záblesků gamma. Pozorování ze sondy Ulysses a několika dalších sond bylo využíváno k lokalizaci jejich zdrojů prostřednictvím triangulace (nebo spíše multilaterace). Mezi objevy sondy patří nečekaná komplexita interakcí solárního magnetického pole se sluneční soustavou, 30× větší četnost (než bylo předpokládáno) prachu přicházejícího z mezihvězdného prostoru, mnohem slabší magnetické pole emitované z pólů než u dřívějších pozorování, pozorované zeslabení slunečního větru během mise (při posledním průletu perihéliem, ve srovnání s předchozím slunečním minimem o 25 %), což může vyústit ke snížení vzdálenosti heliopauzy od Slunce a tím i menší ochranu vnitřní části sluneční soustavy před galaktickým kosmickým zářením.

SOHO – (Solar and Heliospheric Observatory) je mezinárodní projekt mezi ESA a NASA ke studiu Slunce. Úkolem sondy je zkoumat vnitřní struktury Slunce za použití helioseismologie. Dále jsou zkoumány vnější vrstvy – chromosféra, přechodové regiony a korona mj. přístrojem Extreme ultraviolet Imaging Telescope (EIT) ve čtyřech vlnových délkách – 171 Ångstromů (to odpovídá teplotám 1 mil. K), 195 Å (1,5 mil K), 284 Å (2 mil. K) a 304 Å (3 mil. K) – čím teplejší, tím vyšší vrstvy atmosféry Slunce jsou zobrazovány. Je také pozorován sluneční vítr a s ním spojené fenomény. Společně s misí Cluster (ESA) studuje interakce mezi Sluncem a Zemí z různých pohledů. Sonda SOHO je na halo orbitu kolem bodu L1 systému Slunce – Země, který obíhá každých 6 měsíců.

SOHO


Slunce 14. 10. 2018 – EIT 195
Zdroj: https://sohowww.nascom.nasa.gov/latest.jpg

„SOHO Mission Interruption sequence of events“ (sled událostí spojený s přerušením plnění mise SOHO) začal v červnu 1998, v době, kdy řídicí tým mise SOHO prováděl sérii kalibrací a manévrů s gyroskopy sondy, během kterých SOHO ztratila své zaměření na Slunce a tak vstoupila do stavu nouze a byl zahájen postup nazývaný Emergency Sun Reacquisition (ESR). Řídicí tým se snažil sondu opravit, ale sonda opakovaně upadala do stavu nouze a posleze bylo se sondou ztraceno spojení. SOHO začalo rotovat, ubývalo ji elektrické energie a nebyla již fixována ke Slunci. V polovině září se podařilo sondu znovu fixovat ke Slunci. Začátkem října bylo zahájeno oživování přístrojů, které bylo úspěšně dokončeno koncem října 1998. Po zotavení sondy zůstal funkční jen jeden gyroskop. Ten kolaboval v prosinci 1998 a ESA se podařilo vyvinout postupy, které nevyžadovaly gyroskopy. Tyto postupy jsou úspěšně používány od února 1999.

V roce 2003 došlo k poruše motoru krokového mechanizmu směrové antény pro vysokokapacitní přenos dat. Předpokládané dvou- až třítýdenní výpadky každé tři měsíce byly různými opatřeními omezeny jen na sníženou kapacitu přenosu dat čtyřikrát ročně. Do září 2015 sonda SOHO objevila na 3 000 komet.

Solar Orbiter (SolO) je plánovaný satelit, který má být vypuštěn raketou Atlas V z Floridy v roce 2020. SolO má provádět detailní měření vnitřní heliosféry a vznikajícího slunečného větru. Dále má detailně sledovat polární regiony Slunce.

Solar_Orbiter_exploring_the_Sun_s_realm_node_full_image_2

Ilustrace Solar Orbiteru u Slunce
Zdroj: http://www.esa.int/Solar_Orbiter_exploring_the_Sun_s_realm_node_full_image_2.jpg

Po svém vypuštění bude Orbiteru trvat přibližně 3,5 roku, než, za užití gravitace Země a Venuše, dosáhne svého operačního orbitu (se sklonem 25°, perihéliem 0,28 au a aféliem 0,9 au). Trvání mise je plánováno na 7 let. Pokud bude jeho mise prodloužena, je plánováno zvýšení sklonu dráhy Orbiteru na 34°. Ke Slunci se sonda přiblíží každých 5 měsíců. SolO bude koordinovat svá sledování se sondou NASA Parker Solar Probe. Cílem této mise bude získat nové údaje z vnitřní heliosféry ke zodpovězení některých otázek o fungování slunečních procesů, např.:
– Jak a kde vzniká sluneční vítr a magnetické pole v koroně?
– Jak erupce produkují  energetické částice vyplňující heliosféru?
– Jak pracuje sluneční dynamo?

Mezi nesenými přístroji budou: Solar Wind Analyser (SWA), Energetic Particle Detector (EPD), Magnetometer (MAG), Coronagraph (Metis) –  simultánní zobrazování korony v UV světle (121.6 nm) a polarizovaného viditelného světla – a další.


Zdroje informací:
https://en.wikipedia.org/
https://space.skyrocket.de/
https://earth.esa.int/web/
http://www.esa.int/
https://space.skyrocket.de/
https://earth.esa.int/

https://en.wikipedia.org/
https://sohowww.nascom.nasa.gov/
https://www.esa.int/Our_Activities

Zdroje obrázků:
https://upload.wikimedia.org/Helios_-_Trajectory.png
https://en.wikipedia.org/File:ISEE_Orbits.gif
http://www.esa.int/Cluster
https://space.skyrocket.de/eureca-1__1.jpg
http://sci.esa.int/Ulysses_3rd-orbit410.jpg
https://sohowww.nascom.nasa.gov/eit_195/1024/latest.jpg
http://www.esa.int/Solar_Orbiter_exploring_the_Sun_s_realm_node_full_image_2.jpg

Evropské solární sondy, 4.7 out of 5 based on 11 ratings
Pin It
(Visited 1 445 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 4.7/5 (11 votes cast)
(Visited 1 445 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


6 komentářů ke článku “Evropské solární sondy”

  1. just4info napsal:

    „EURECA … byl 4,5 tunový satelit… který byl … … stažen z orbitu raketoplánem…“

    Je to urcite nad rozsah a primarnu temu clanku, ale boli by k dispozicii aj nejake detaily, ako stiahli? – Vo vyzname, ci (zrejme) bolo potrebne zhotovit konstrukciu, do ktorej ho v raketoplane uchytili, aby ten bezpecne pristal… Lebo kurtnami to asi nebolo (uchytenie). 🙂

    • AppuKonrad napsal:

      STS-57 –

    • frank napsal:

      skutečnost je taková, že Eureca byla vyrobena tak, aby mohla být přepravena v nákladovém prostoru raketoplánu, tedy nebyl vyráběn žádný speciální úchyt v raketoplánu. V čase 5:43 můžete vidět část systému uchycení . Během dokování v nákladním prostoru byla Eureca připojend k elektrickému a datovému rozvodu raketoplánu.
      Legrační je, že následné pozemní trabsporty ve Švýcarsku byly o dost složitější 🙂 https://blogs.ethz.ch/eureca/

  2. Petr napsal:

    Děkuji za skvělý přehled. Škoda jen, že je to poněkud strohé. Rád bych se o jednotlivých sondách dozvěděl více. Neplánujete tento článek rozšířit na více dílů pojednávajících o každé sondě zvlášť? Přeji hodně zdaru!

    • Roman Vyhnánek napsal:

      Díky za přání.
      Ono těch sond je poměrně hodně, tak mi připadlo lepší je pojednat takto.
      O každé sondě zvlášť určitě psát nebudu, ale možná se k některým z nich později samostatně vrátím.
      Nyní (ale ne hned) budu připravotat další přehledy – Ruské (sovětské) solární sondy, Americké solární sondy a Slunce v Africe (to si ještě rozmyslím).

Zanechte komentář