El Observatorio de Dinámica Solar ( SDO ) es una misión de la NASA que ha estado observando el Sol desde 2010. [4] Lanzado el 11 de febrero de 2010, el observatorio es parte del programa Living With a Star (LWS). [5]
El objetivo del programa LWS es desarrollar la comprensión científica necesaria para abordar de manera eficaz aquellos aspectos del sistema interconectado Sol - Tierra que afectan directamente la vida en la Tierra y su sociedad. El objetivo del SDO es comprender la influencia del Sol en la Tierra y el espacio cercano a la Tierra mediante el estudio de la atmósfera solar en pequeñas escalas de espacio y tiempo y en muchas longitudes de onda simultáneamente. El SDO ha estado investigando cómo se genera y estructura el campo magnético del Sol , cómo esta energía magnética almacenada se convierte y se libera en la heliosfera y el geoespacio en forma de viento solar , partículas energéticas y variaciones en la irradiancia solar . [6]
La nave espacial SDO fue desarrollada en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland , y lanzada el 11 de febrero de 2010 desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral ( CCAFS ). La misión principal duró cinco años y tres meses, y se espera que los componentes fungibles duren al menos diez años. [7] Algunos consideran que SDO es una misión de seguimiento del Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO). [8]
SDO es una nave espacial estabilizada de tres ejes , con dos paneles solares y dos antenas de alta ganancia, en una órbita geoestacionaria inclinada alrededor de la Tierra .
La nave espacial incluye tres instrumentos:
Los datos recogidos por la embarcación se ponen a disposición lo antes posible después de su recepción. [9]
A partir de febrero de 2020, se espera que el SDO permanezca operativo hasta 2030. [10]
El Helioseismic and Magnetic Imager (HMI), dirigido por la Universidad de Stanford en Stanford, California , estudia la variabilidad solar y caracteriza el interior del Sol y los diversos componentes de la actividad magnética. HMI toma mediciones de alta resolución del campo magnético longitudinal y vectorial observando la totalidad del disco solar, con énfasis en varias concentraciones de metales en el Sol, con un rango centrado en la línea Fraunhofer de 617,3 nm del espectro solar , pasando la luz a través de cinco instrumentos de filtro que incluyen un filtro Lyot y dos interferómetros Michelson para crear rápida y frecuentemente imágenes Doppler y magnetogramas . El enfoque de disco completo y los magnetómetros avanzados mejoran las capacidades del instrumento MDI de SOHO que solo podía enfocar dentro de la línea de visión con datos magnéticos limitados. [11] [12]
El HMI produce datos para determinar las fuentes y los mecanismos internos de la variabilidad solar y cómo los procesos físicos dentro del Sol se relacionan con el campo magnético y la actividad de la superficie. También produce datos para permitir estimaciones del campo magnético coronal para estudios de variabilidad en la atmósfera solar extendida. Las observaciones del HMI permitirán establecer las relaciones entre la dinámica interna y la actividad magnética para comprender la variabilidad solar y sus efectos. [13]
El Experimento de Variabilidad Ultravioleta Extrema (EVE) mide la irradiancia ultravioleta extrema del Sol con una resolución espectral , una "cadencia temporal", una exactitud y una precisión mejoradas con respecto a las mediciones anteriores realizadas por TIMED SEE, SOHO y SORCE XPS . Algunos requisitos clave para EVE son medir el espectro de irradiancia solar EUV con una resolución espectral de 0,1 nm y una cadencia de 20 segundos. Estos requisitos impulsan el diseño de EVE para incluir espectrógrafos de rejilla con detectores de matriz para que se puedan medir todas las longitudes de onda EUV simultáneamente. El instrumento incorpora modelos basados en la física para mejorar la comprensión científica de la relación entre las variaciones solares EUV y los cambios de variación magnética en el Sol. [14]
La emisión de fotones ultravioleta extremos energéticos del Sol es principalmente lo que calienta la atmósfera superior de la Tierra y crea la ionosfera . La emisión de radiación ultravioleta extrema solar sufre cambios constantes, tanto de un momento a otro como a lo largo del ciclo solar de 11 años del Sol , y estos cambios son importantes de entender porque tienen un impacto significativo en el calentamiento atmosférico , el arrastre de los satélites y la degradación del sistema de comunicaciones , incluida la interrupción del Sistema de Posicionamiento Global . [15]
El paquete de instrumentos EVE fue construido por el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial (LASP) de la Universidad de Colorado en Boulder , con el Dr. Tom Woods como investigador principal , [7] y fue entregado al Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA el 7 de septiembre de 2007. [16] El instrumento proporciona mejoras de hasta un 70% en las mediciones de resolución espectral en las longitudes de onda por debajo de 30 nm, y una mejora del 30% en la "cadencia de tiempo" al tomar mediciones cada 10 segundos durante un ciclo de trabajo del 100% . [15]
El conjunto de imágenes atmosféricas (AIA), dirigido por el Laboratorio Solar y Astrofísico de Lockheed Martin (LMSAL), proporciona observaciones continuas de disco completo de la cromosfera solar y la corona en siete canales ultravioleta extremos (EUV), que abarcan un rango de temperaturas que va desde aproximadamente 20.000 Kelvin hasta más de 20 millones de Kelvin. La cadencia de 12 segundos del flujo de imágenes con imágenes de 4096 por 4096 píxeles a 0,6 arcsec/píxel proporciona vistas sin precedentes de los diversos fenómenos que ocurren dentro de la atmósfera exterior solar en evolución.
La investigación científica del AIA está dirigida por LMSAL, que también opera el instrumento y, junto con la Universidad de Stanford, dirige el Centro de Operaciones Científicas Conjuntas desde el que se proporcionan todos los datos a la comunidad científica mundial, así como al público en general. LMSAL diseñó la instrumentación general y dirigió su desarrollo e integración. Los cuatro telescopios que proporcionan las señales de luz individuales para el instrumento fueron diseñados y construidos en el Observatorio Astrofísico Smithsoniano (SAO). [17] Desde que comenzó su fase operativa el 1 de mayo de 2010, el AIA ha funcionado con éxito con una calidad de imagen EUV sin precedentes.
Se pueden ver fotografías del Sol en estas diversas regiones del espectro en el sitio web SDO Data de la NASA. [19] Se pueden encontrar imágenes y películas del Sol vistas cualquier día de la misión, incluso durante la última media hora, en The Sun Today.
El SDO transmite datos científicos ( banda K ) desde sus dos antenas de alta ganancia a bordo , y telemetría ( banda S ) desde sus dos antenas omnidireccionales a bordo . La estación terrestre consta de dos antenas de radio dedicadas (redundantes) de 18 metros en White Sands Missile Range , Nuevo México , construidas específicamente para el SDO. Los controladores de la misión operan la nave espacial de forma remota desde el Centro de Operaciones de la Misión en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA . La velocidad de datos combinada es de aproximadamente 130 Mbit/s (150 Mbit/s con sobrecarga, o 300 Msímbolos/s con codificación convolucional de tasa 1/2 ), y la nave genera aproximadamente 1,5 Terabytes de datos por día (equivalente a descargar alrededor de 500.000 canciones). [7]
El Programa de Servicios de Lanzamiento de la NASA en el Centro Espacial Kennedy gestionó la integración de la carga útil y el lanzamiento. [22] El SDO se lanzó desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 41 de Cabo Cañaveral (SLC-41), utilizando un cohete Atlas V -401 con un Common Core Booster propulsado por RD-180 , que se ha desarrollado para cumplir con los requisitos del programa Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV). [23]
Fenómeno del perro solar: momentos después del lanzamiento, el cohete Atlas V de SDO penetró una nube cirro que creó ondas de choque visibles en el cielo y destruyó la alineación de cristales de hielo que estaban formando un perro solar visible para los espectadores. [24]
Después del lanzamiento, la nave espacial fue desplegada desde el Atlas V en una órbita alrededor de la Tierra con un perigeo inicial de unos 2.500 km (1.600 mi). [25]
Luego, el SDO se sometió a una serie de maniobras de elevación de órbita durante unas pocas semanas que ajustaron su órbita hasta que la nave espacial alcanzó su órbita geosincrónica circular planificada a una altitud de 35.789 km (22.238 mi), a 102° de longitud oeste , inclinada a 28,5°. [25] Esta órbita fue elegida para permitir comunicaciones 24 horas al día, 7 días a la semana hacia/desde la estación terrestre fija , y para minimizar los eclipses solares a aproximadamente una hora al día durante solo unas pocas semanas al año.
Camilla Corona es un pollo de goma y es la mascota de la misión de SDO. Forma parte del equipo de Educación y divulgación pública y colabora con diversas funciones para ayudar a educar al público, principalmente a los niños, sobre la misión de SDO, datos sobre el Sol y el clima espacial . [26] Camilla también colabora en la información cruzada del público sobre otras misiones de la NASA y proyectos relacionados con el espacio. Camilla Corona SDO utiliza las redes sociales para interactuar con los fans.
En 2021, el Servicio Postal de los Estados Unidos lanzó una serie de sellos postales con imágenes del Sol tomadas por el Observatorio de Dinámica Solar. [27]
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