El Observatorio Solar y Heliosférico ( SOHO ) es una nave espacial de la Agencia Espacial Europea (ESA) construida por un consorcio industrial europeo liderado por Matra Marconi Space (ahora Airbus Defence and Space ) que fue lanzada en un vehículo de lanzamiento Lockheed Martin Atlas IIAS el 2 de diciembre de 1995, para estudiar el Sol . También ha descubierto más de 5.000 cometas . [2] Comenzó sus operaciones normales en mayo de 1996. Es un proyecto conjunto entre la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA . SOHO fue parte del Programa Internacional de Física Solar Terrestre (ISTP). Originalmente planeado como una misión de dos años, SOHO continúa operando después de más de 25 años en el espacio ; la misión se ha extendido hasta fines de 2025, sujeta a revisión y confirmación por parte del Comité del Programa Científico de la ESA. [3]
Además de su misión científica, es una fuente principal de datos solares en tiempo casi real para la predicción del clima espacial . Junto con Aditya-L1 , Wind , Advanced Composition Explorer (ACE) y Deep Space Climate Observatory (DSCOVR), SOHO es una de las cinco naves espaciales en las proximidades del punto L1 Tierra - Sol , un punto de equilibrio gravitacional ubicado aproximadamente a 0,99 unidades astronómicas (UA) del Sol y a 0,01 UA de la Tierra. Además de sus contribuciones científicas, SOHO se distingue por ser la primera nave espacial estabilizada en tres ejes en utilizar sus ruedas de reacción como una especie de giroscopio virtual ; la técnica fue adoptada después de una emergencia a bordo en 1998 que casi resultó en la pérdida de la nave espacial.
Los tres principales objetivos científicos de SOHO son:
La nave espacial SOHO se encuentra en una órbita de halo alrededor del punto L1 Sol - Tierra , el punto entre la Tierra y el Sol donde el equilibrio de la gravedad del Sol (más grande) y la gravedad de la Tierra (más pequeña) es igual a la fuerza centrípeta necesaria para que un objeto tenga el mismo período orbital en su órbita alrededor del Sol que la Tierra, con el resultado de que el objeto permanecerá en esa posición relativa.
Aunque a veces se describe como si estuviera en L1, la nave espacial SOHO no está exactamente en L1, ya que esto dificultaría la comunicación debido a la interferencia de radio generada por el Sol y porque esta no sería una órbita estable . Más bien se encuentra en el plano (en constante movimiento), que pasa por L1 y es perpendicular a la línea que une el Sol y la Tierra. Permanece en este plano, trazando una órbita de halo elíptico centrada en L1. Orbita L1 una vez cada seis meses, mientras que L1 a su vez orbita el Sol cada 12 meses, ya que está acoplada con el movimiento de la Tierra. Esto mantiene a SOHO en una buena posición para comunicarse con la Tierra en todo momento.
En condiciones normales de funcionamiento, la nave espacial transmite un flujo continuo de datos de 200 kbit/s de fotografías y otras mediciones a través de la red de espacio profundo de la NASA de estaciones terrestres. Los datos de SOHO sobre la actividad solar se utilizan para predecir los tiempos de llegada de las eyecciones de masa coronal (CME) a la Tierra, de modo que las redes eléctricas y los satélites puedan protegerse de sus efectos dañinos. Las CME dirigidas hacia la Tierra pueden producir tormentas geomagnéticas , que a su vez producen corrientes inducidas geomagnéticamente , que en los casos más extremos crean apagones, etc.
En 2003, la ESA informó de la falla del motor paso a paso del eje Y de la antena , necesario para apuntar la antena de alta ganancia y permitir la transmisión de datos a alta velocidad. En ese momento, se pensó que la anomalía de la antena podría causar cortes de datos de dos a tres semanas cada tres meses. [4] Sin embargo, los ingenieros de la ESA y la NASA lograron usar las antenas de baja ganancia de SOHO junto con las estaciones terrestres más grandes de la Red de Espacio Profundo de la NASA de 34 m (112 pies) y 70 m (230 pies) y el uso juicioso del Grabador de Estado Sólido (SSR) de SOHO para evitar la pérdida total de datos, con solo una reducción leve del flujo de datos cada tres meses. [5]
La secuencia de eventos de interrupción de la misión SOHO comenzó el 24 de junio de 1998, mientras el equipo SOHO estaba realizando una serie de calibraciones y maniobras del giroscopio de la nave espacial. Las operaciones continuaron hasta las 23:16 UTC, cuando SOHO perdió el contacto con el Sol y entró en un modo de control de actitud de emergencia llamado Readquisición Solar de Emergencia (ESR). El equipo SOHO intentó recuperar el observatorio, pero SOHO entró en modo de emergencia nuevamente el 25 de junio de 1998, a las 02:35 UTC. Los esfuerzos de recuperación continuaron, pero SOHO entró en modo de emergencia por última vez a las 04:38 UTC. Todo contacto con SOHO se perdió a las 04:43 UTC, y la interrupción de la misión había comenzado. SOHO estaba girando, perdiendo energía eléctrica y ya no apuntaba al Sol. [6]
El personal experto de la Agencia Espacial Europea (ESA) fue enviado inmediatamente desde Europa a los Estados Unidos para dirigir las operaciones. [7] Pasaron días sin contacto con SOHO. El 23 de julio de 1998, el Observatorio de Arecibo y el Radar del Sistema Solar Goldstone se combinaron para localizar a SOHO con radar y determinar su ubicación y actitud . SOHO estaba cerca de su posición prevista, orientado con su lado contra el panel reflector de superficie óptica frontal habitual apuntando hacia el Sol, y giraba a una revolución cada 53 segundos. Una vez que se localizó a SOHO, se formaron planes para contactar con SOHO. El 3 de agosto, se detectó una portadora de SOHO, la primera señal desde el 25 de junio de 1998. Después de días de cargar la batería , se hizo un intento exitoso de modular la portadora y la telemetría de enlace descendente el 8 de agosto. Después de que se enviaron por enlace descendente las temperaturas del instrumento el 9 de agosto de 1998, se realizó un análisis de datos y comenzó en serio la planificación para la recuperación de SOHO. [8]
El equipo de recuperación comenzó asignando la energía eléctrica limitada. Después de esto, se determinó la orientación anómala de SOHO en el espacio. La descongelación del tanque de combustible de hidracina congelado utilizando los calentadores de control térmico de SOHO comenzó el 12 de agosto de 1998. A continuación, se descongelaron las tuberías y los propulsores , y SOHO fue reorientado hacia el Sol el 16 de septiembre de 1998. Después de casi una semana de actividades de recuperación del bus de la nave espacial y una maniobra de corrección orbital, el bus de la nave espacial SOHO regresó al modo normal el 25 de septiembre de 1998 a las 19:52 UTC. La recuperación de los instrumentos comenzó el 5 de octubre de 1998 con SUMER y terminó el 24 de octubre de 1998 con CELIAS. [7]
Después de esta recuperación, sólo quedó operativo un giroscopio, que falló el 21 de diciembre de 1998. El control de la actitud se logró con encendidos manuales de los propulsores que consumían 7 kg (15 lb) de combustible por semana, mientras que la ESA desarrolló un nuevo modo de operaciones sin giroscopio que se implementó con éxito el 1 de febrero de 1999. [7]
El módulo de carga útil SOHO (PLM) consta de doce instrumentos, cada uno de ellos capaz de realizar observaciones independientes o coordinadas del Sol o de partes del mismo, y algunos componentes de la nave espacial. Los instrumentos son: [9] [10]
Las observaciones de algunos de los instrumentos se pueden formatear como imágenes, la mayoría de las cuales están disponibles en Internet para uso público o de investigación (consulte el sitio web oficial). Otras, como los espectros y las mediciones de partículas en el viento solar , no se prestan tan fácilmente a esto. Estas imágenes varían en longitud de onda o frecuencia desde óptica ( Hα ) hasta ultravioleta extremo (EUV). Las imágenes tomadas en parte o exclusivamente con longitudes de onda no visibles se muestran en la página de SOHO y en otros lugares en falso color .
A diferencia de muchos telescopios espaciales y terrestres, el programa SOHO no asigna tiempo formalmente para las propuestas de observación en instrumentos individuales; las partes interesadas pueden ponerse en contacto con los equipos de instrumentos por correo electrónico y en el sitio web de SOHO para solicitar tiempo a través de los procesos internos de ese equipo de instrumentos (algunos de los cuales son bastante informales, siempre que no se alteren las observaciones de referencia en curso). Existe un proceso formal (el programa "JOP") para utilizar varios instrumentos SOHO de forma colaborativa en una única observación. Las propuestas JOP se revisan en las reuniones trimestrales del Equipo de Trabajo Científico (SWT), y el tiempo JOP se asigna en las reuniones mensuales del Grupo de Trabajo de Planificación Científica. Los primeros resultados se presentaron en Solar Physics , volúmenes 170 y 175 (1997), editado por B. Fleck y Z. Švestka.
Como consecuencia de su observación del Sol, SOHO (específicamente el instrumento LASCO ) ha permitido inadvertidamente el descubrimiento de cometas al bloquear el resplandor del Sol. Aproximadamente la mitad de todos los cometas conocidos han sido detectados por SOHO, descubiertos en los últimos 15 años por más de 70 personas que representan a 18 países diferentes que buscaron en las imágenes de SOHO disponibles públicamente en línea. SOHO había descubierto más de 2700 cometas en abril de 2014, [14] [15] con una tasa promedio de descubrimiento de uno cada 2,59 días. [16] En septiembre de 2015, SOHO descubrió su cometa número 3000. [17] En marzo de 2024, SOHO descubrió su cometa número 5000. [2]
El Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar contribuyó a los instrumentos SUMER, LASCO (coronógrafo espectrométrico de gran ángulo) y CELIAS. El Observatorio Astrofísico Smithsoniano (SAO) construyó el instrumento UVCS. El Laboratorio Solar y de Astrofísica Lockheed Martin (LMSAL) construyó el instrumento MDI en colaboración con el grupo solar de la Universidad de Stanford . El Institut d'astrophysique spatiale es el investigador principal de GOLF y del Telescopio de Imágenes Ultravioleta Extrema (EIT), con una importante contribución a SUMER. Una lista completa de todos los instrumentos, con enlaces a sus instituciones de origen, está disponible en el sitio web de SOHO.
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