5. Приборы и инструменты установленные на STEREO
SUN'EARTHCONNECTIONCORONALANDHELIOSPHERICINVESTIGATION'('SECCHI')[1].
Nrl.jpg
Secchi назван в честь одной из первых астрофизиков ( Angelo Pietro Secchi , 1818-1878). Анджело Секки был священник-иезуит. Он был одним из первых астрофизиков, который использовал новое средство фотографии для записи солнечных затмений. Он фотографировал 1860 затмение, во время которого КВВ, в настоящее время считается, имели место. SECCHI представляет собой набор из 5 научных телескопов, которые будут наблюдать солнечную корону и гелиосферу от поверхности Солнца до орбиты Земли. Прибор состоит из трех основных частей.SCIP (Sun Centered Imaging Package – три телескопа),
SECCHI
Coronagraphs:
Cor1 и COR2 дадут возможность наблюдать внутреннюю (1.4-4. Rsun) и внешнюю (2-15 Rsun) корону с большей частотой и поляризационной точностью, чем когда-либо прежде. Cor1 будет первым космическим инструментом для изучения внутренней короны в области видимого света. COR2 будет снимать изображение короны с пятикратным пространственным разрешением и в три раза временное разрешение LASCO/C3.
Схематическое устройство коронографа
изображения получаемые с коронографов
Extreme Ultraviolet Imager (EUVI) (экстремальный ультрафиолетовый регистратор):
EUVI обеспечивает полный стереоскопический охват Солнца. EUVI отмечает фотосферного магнитного поля, хромосферы и короны внутренний основной же части короны и гелиосферы наблюдали cor1, COR2, и HI.
Телескоп наведения.
Телескоп наведения действует как прекрасный датчик солнца для EUVI и обеспечивает сигнал ошибки для EUVI точного наведения системы.
HI ('HeliosphericImager'– два телескопа) гелиосферный регистратор:
HI диагностическая система для выявления выбросов корональной массы (СМЕ) в межпланетном пространстве и, в частности, направленных в сторону Земли.
Секки опирается на расширение проверенных технологий для доступа к большим просмотров и новых точек зрения, с улучшенным пространственным и временным разрешением в целом. Объединяя оптические приборы в общую для новобрачных, обмена структуры, электроника, фотоаппараты, развития и управления, мы снизили не только общая масса, объем, и документ стоимости, но и расходы НАСА для управления и аппаратных интерфейсов для оптических экспериментов . Наши иностранные партнеры обеспечивают значительный вклад, и затраты на интеграцию в течение двух телескопов Секки будет субсидироваться пробное пространство DoD программа. В результате, около 40% бюджета будет поступать из источников за пределами NASA, что позволяет нам выделять больше ресурсов на анализ данных, интерпретации и моделирования.
Эти инструменты для исследования в 3-D эволюции КВВ от рождения на поверхности Солнца, прохождения через корону и межпланетную среду, и до ее возможного влияния на Землю. Руководитель проекта: доктор Рассел Говард, Морская научно-исследовательская лаборатория, Вашингтон, округ Колумбия
2. STEREO / ВОЛНЫ (SWAVES)[2]
Инструмент STEREO / ВОЛНЫ (SWAVES) предоставляет уникальные и особо важные данные для всех основных задач науки миссии STEREO: развитие СМЕ, их эволюции, и их взаимодействие с магнитосферой Земли. SWAVES может исследовать CME от их старта и до Земле, обнаруживая корональные и межпланетные возмущения КВВ, обеспечивая вид сбоку с помощью спектральных изображений, определения радиальной скорости от ~ 2 RS (от центра Солнца) на Землю, измерения плотности гелиосферы между Солнцем и Землей, и измерения на месте важных свойства возмущений, магнитных облаков, и последующую плотность потока солнечного ветра.
SWAVES будет измерять межпланетные радио вспышки типа II и типа III, как удаленно, так и на местах. Второй тип радио вспышки связан с распространением КВМ в короне и межпланетной среды (ИПМ). CME- возбуждает электроны, которые порождают локальные радиоизлучения вблизи выброса.
Направление распространения КВВ, скорость, размер и плотность структуры являются одними из основных факторов в определении "геоэффективности", или другими словами воздействия КВВ на Землю. С помощью зондирования радиодиапазона и стереоскопических наблюдений из двух идентичных космических аппаратов, эксперимент SWAVES будет отслеживать радиоизлучения, связанные с КВВ и сверхтепловые электроны в 3-D, поскольку они распространяются с расстояния менее чем 1 RS выше фотосферы на расстояние 1 а.е. и дальше. Радио триангуляции является эффективным и для выходящих за границы лимба и для остающихся в центре источников КВВ, но особенно эффективно в последнем случае. В сочетании с изображением в видимом свете, наблюдений в точке плазмы, а также с моделированием, данные SWAVES послужат связующим звеном в достижении целей программы STEREO. SWAVES также планирует наблюдать из двух точек за плазменными волнами и сигналами, участвующими в генерации радио сигнатур солнечно-земных связей (SEC), которые имеют важное значение для выявления и понимания природы механизмы радиоизлучения. Стереоскопическое измерение волн в области источников радиоволн, дополняющихся наблюдениями сверхтепловых электронов, позволяет определить крупномасштабные, вызванные КВВ, ударные структуры, также как и пространственные структуры потоков электронов, связанных со вспышками. Полный набор измерений плазменной волны, необходимых для определения дисперсии волн (3 электрических и 1 магнитная составляющая) никогда не был сделан ранее в области источника межпланетных радиоизлучений.
Мы разработаем эксперимент SWAVES с двумя четкими научными аспектами. (1) Мы ожидаем, что SWAVES внесет существенный вклад в науку SEC, предсказывая повлияет ли КВВ на Землю, и если да, то когда, и путем измерения некоторых из наиболее важных свойств КВВ, которые регулируют ее геоэффективность. (2) Мы прозондируем структуру источников КВВ с целью улучшения нашего понимания физики КВВ и процессов радиоизлучения, чтобы мы могли улучшить точность и диапазон в прогнозировании геоэффективности КВВ.
3. In-situ Measurements of Particles and CME Transients (IMPACT) (Измеритель частиц и КВВ)[3]
(IMPACT) – это набор из семи инструментов, которые показывают 3-D распределения электронов плазмы солнечного ветра, характеристик солнечных энергичных частиц (SEP) ионов и электронов, и локальный вектор магнитного поля. IMPACT является одним из четырех приборов на обсерваториях STEREO, основная задача которого заключается в понимании происхождения и последствия корональных выбросов массы (КВВ). CME являются наиболее энергетически заметными событиями на Солнце. Они несут ответственность за практически все крупнейшие солнечные геомагнитные бури. Для того чтобы понять и спрогнозировать CME, нам нужны их 3-мерные изображения в окружении солнечной короны и гелиосферы. Достижение этой точки зрения невозможно с Земли, но очень удобно с помощью двух спутников STEREO.
IMPACT состоит из 7 инструментов:
- SWEA (Solar Wind Electron Analyzer) (Анализатор электронов солнечного ветра)
- STE (Suprathermal Electron Telescope)
- MAG (Magnetometer)
- SEPT (Solar Electron Proton Telescope)
- SIT (Suprathermal Ion Telescope)
- LET (Low Energy Telescope)
- HET (High Energy Telescope)
Первые три из них расположены на IMPACT мачте, которая простирается в общей сложности на 4,5 метра. Последние четыре инструменты составляют подсистемы SEPT, установленные в теле космического аппарата. Инструменты SEPT упакованы вместе, за исключением части инструмента с установлен на космический аппарат в другом месте по причинам обзора. Данные с инструмента SEPT представлены в виде графиков на рис.13.
Данные со всех остальных приборов находятся в свободном доступе по адресу http://sprg.ssl.berkeley.edu/impact/data_browser.html
4. PLASMA AND SUPRATHERMAL ION COMPOSITION (PLASTIC) (плазменный и супратермальный детектор ионов)[4]
В состав STEREO входят устройства позволяющие получить удаленно изображения Солнца и его корональные выбросы в месте снятия проб частиц и областей, которые впоследствии будут пройдены космическими аппаратами. Плазменный и супратермальный детектор ионов (PLASTIC) - часть научных приборов по изучению солнечного ветра и супратермальных частиц, обеспечивая измерения их кинетических свойств и состава. Над проектом The PLASTIC работали Университет штата Нью-Гемпшир, Бернский университет, Институт Макса Планка, Христиана-Альбрехта-Университет Киля, и NASA, под общим руководством Университета штата Нью-Гемпшир (д-р А. Б. Галвин, П. И. ). PLASTIC покрывает всю небесную полусферу (то есть в плоскости эклиптики) в любое время, но покрывает этот диапазон и снабжается энергией дискретно. Шаг полярных углов от +20 до - 20 градусов составляет 1,33 градусов (32 шагов). В нормальном режиме напряжение на ESA подается с логарифмическим инкрементным шагов в 128 шагов. Для каждого E / Q шага, ESA будет работать на одном напряжения, в то время напряжение на дефлекторе может принимать любое значение из всего диапазона значений. Тогда напряжение на ESA перейдет к следующему E/Q шагу в цикле. Каждое смена шага занимает 12,8 мс. Прибор проходит все значения диапазона сначала в одном направлении, а затем в противоположном направлении. Таким образом, данные передаются от прибора к DPU с фиксированным шагом на каждом нечетном шаге ESA. Однако, DPU компенсирует это смещение так, что все полученные данные приходит на землю с правильным шагом отклонения. Полный набор углов (32 шагов, а также некоторые дополнительные) занимает 435,6 мс, а полный цикл займет 1 минуту (128 ESA шагов плюс некоторые дополнительные). Мы используем оба удаленных инструмента для описания, как CME перемещаться по гелиосфере. Мы собираем данные наблюдений о солнечном ветре и энергетических частиц даже если CME еще не произошло, так что мы будем знать, что она будет путешествовать через когда CME произойдет.
PLASTIC и IMPACT сделали эти измерения возможными. PLASTIC измеряет плотность, скорость потока, и состав солнечного ветра, в то время как IMPACT изучает данные об электронах, магнитных полях, и других энергетических частиц.
