Organización |
Agencia Espacial Europea NASA |
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Constructor | Airbus DS Stevenage |
Programa | Visión cósmica |
Campo | Observación del sol |
Tipo de misión | Orbitador |
Estado | En tránsito |
Lanzamiento | 10 de febrero de 2020 |
Lanzacohetes | Atlas V 411 (AV-087) |
Fin de la misión | 2027 hasta 2030 |
Sitio | sci.esa.int/web/solar-orbiter |
Misa en el lanzamiento | 1.800 kilogramos |
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Control de actitud | Estabilizado en 3 ejes |
Fuente de energía | Paneles solares |
Orbita | Heliocéntrico |
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Periapsis | 0,28 AU |
Apoapsis | ~ 0,8 AU |
Período | 168 días |
Inclinación | 25 a 35 ° |
SWA | Viento solar |
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EPD | Partículas energéticas |
REVISTA | Magnetómetro |
RPW | Ondas de radio y plasma |
SO / PHI | Generador de imágenes polarimétrico y heliosísmico |
EUI | Lector de imágenes ultravioleta extremo |
ESPECIA | Espectrógrafo de imágenes ultravioleta extrema |
STIX | Espectrómetro para formación de imágenes de rayos X |
METIS / COR | Generador de imágenes visible y ultravioleta |
SoloHI | Imager |
Solar Orbiter (en francés orbiter Solar ) es una observación satelital del Sol de la Agencia Espacial Europea (ESA) desarrollada con la participación de la NASA que se lanzó el 10 de febrero de 2020 a las 5:03 (CET) y debe comenzar sus comentarios hacia 2023. El objetivo principal de esta misión científica es estudiar los procesos en el origen del viento solar , el campo magnético heliosférico, las partículas solares energéticas, las perturbaciones interplanetarias transitorias y el campo magnético del Sol.
Para lograr sus objetivos, el satélite de poco más de 1,6 toneladas orbita alrededor del Sol , pasando por su perihelio a una distancia de 45 rayos solares (0,22 AU ). El satélite lleva 10 instrumentos que combinan la medición del entorno in situ y las observaciones remotas del Sol. Este equipo se coloca detrás de un escudo térmico destinado a proteger la sonda espacial de temperaturas muy altas. Solar Orbiter debe realizar observaciones de alta resolución de las regiones polares del Sol, que son difíciles de observar desde el plano de la eclíptica (y por tanto desde la Tierra ). La misión debería durar un total de 7 a 10 años.
El origen de la misión Solar Orbiter es un proyecto llamado Messenger presentado en 1982 por un grupo de científicos bajo la dirección de Richter en respuesta a una convocatoria de ideas de la Agencia Espacial Europea (ESA). El desarrollo de una misión de estudio solar por parte de la ESA es uno de los temas discutidos durante la conferencia " Crossroads for European Solar and Heliospheric Physics " en marzo de 1998. Durante esta conferencia , la comunidad científica europea recomienda el lanzamiento por parte de la agencia de una misión de estudio de el Sol alrededor de 2007. Una reunión para iniciar la redacción de especificaciones se lleva a cabo en el Centro Europeo de Tecnología Espacial (ESTEC) (ESA) el 25 de marzo de 1999. La misión Solar Orbiter fue propuesta en 2000 por E. Masch y fue preseleccionada en octubre 2000 por el comité científico de la ESA con un lanzamiento posicionado alrededor de 2008-2013 después del de la misión BepiColombo al planeta Mercurio . En 2004 se llevaron a cabo estudios industriales e internos. En junio de 2004, el comité científico de la agencia confirmó el papel de la misión en su programa científico Horizonte 2000+ con una fecha de lanzamiento ahora entre octubre de 2013 y mayo de 2015. Los estudios continuaron en 2005 y 2006 y en febrero de 2007, el comité científico solicitó al ejecutivo de la agencia espacial una dotación económica de 300 millones de euros para llevar a cabo la misión. A continuación, se lanzó un estudio, en el que participaron ingenieros de la ESA y la NASA , para determinar las ventajas obtenidas al combinar Solar Orbiter y el programa Solar Sentinels de la agencia espacial estadounidense.
Al final de este estudio, en septiembre de 2007 la ESA lanzó una oferta de participación ( Anuncio de Oportunidad o AO) para la carga útil científica, mientras que la NASA lanzó un llamado a licitación para una misión SMEX en la parte de su programa Explorer . La agencia espacial europea recibe 14 propuestas de instrumentos: el Payload Review Committee (PRC) las estudia y establece su selección en mayo de 2008. Mientras tanto, se ha iniciado una fase de estudio industrial en Astrium UK. En ese momento, la programación científica de la ESA se revisó a fondo con la creación del programa Cosmic Vision, que permitió la planificación de misiones a largo plazo. La misión Solar Orbiter está incluida en el primer ciclo (2015-2025) de selección de misiones de tamaño medio (clase M) con un lanzamiento programado para 2017. Mientras tanto, la NASA ha seleccionado su propia misión de estudio del Sun Solar Probe Plus (SPP) . La ESA, tras estudiar las posibles sinergias entre las dos misiones, confirma la relevancia de la carga útil recomendada anteriormente, mientras que la NASA anuncia que participa en ella aportando dos instrumentos y participando en el desarrollo de otros dos. Pero en marzo de 2011, la agencia espacial estadounidense indica que por razones presupuestarias su contribución se limita al suministro de un solo instrumento y un sensor.
Solar Orbiter es una de las tres misiones de tamaño medio (Clase M) del programa científico Cosmic Vision de la Agencia Espacial Europea , cuya financiación se propone en 2011. Al final del proceso de selección que se opone al PLATO proyectos y Euclid , Solar Orbiter fue seleccionado en octubre de 2011 con Euclid. Su lanzamiento está previsto para 2018. Solar Orbiter debe ser puesto en marcha por un Atlas V tipo de lanzador . A finales de abril de 2012, la Agencia Espacial Europea confió a Astrium UK el desarrollo de Solar Orbiter con un objetivo de lanzamiento posicionado para 2017. El contrato asciende a 300 millones de euros. El desarrollo de los diez instrumentos científicos también cuenta con el apoyo financiero directo de los países que contribuyen, en particular, el Reino Unido , Alemania , Bélgica , España , Francia , Italia , Suiza y Estados Unidos . La participación de la NASA, que proporciona el lanzador Atlas V , el instrumento SoloHi y el sensor HIS a cambio del acceso a todos los datos recopilados por la misión, es estimada por la agencia espacial estadounidense a principios de 2017 en 379 millones de dólares estadounidenses .
Varios satélites científicos destinados al estudio del Sol, seis de los cuales se han construido en Europa desde principios de la década de 1990 ( Ulises , SoHO , constelación de los 4 satélites Cluster ) han permitido realizar numerosos descubrimientos sobre nuestra estrella. Pero el Sol siempre presenta muchas incógnitas. Con los elementos a su disposición, los científicos en particular aún no logran comprender y anticipar los cambios que afectan al Sol mientras estos repercuten en la Tierra y la actividad humana.
Los objetivos científicos de Solar Orbiter son:
Característica | Orbitador solar (ESA) | Sonda Solar Parker (NASA) |
Estudio de 2005 de Solar Probe (NASA) |
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Fecha de lanzamiento | 2020 | agosto 2018 | 2014 |
Inicio de la fase científica | 2022 | finales de 2018 | 2018 |
Fin de la fase científica | 2027 hasta 2030 | 2025 | 2023 |
Número de órbitas con perihelio <0,3 AU | 14 | 24 | 2 |
Inclinación orbital | entre 15 y 34 ° | unos grados | 90 ° |
Distancia mínima Sol | 0,25 AU (55 rayos solares) | 0,04 AU (9,86 rayos solares) | 3 rayos solares |
Equivalente de flujo de calor terrestre en el perigeo | 20 veces (520 ° C) | 510 visitas | 3000 veces (21 megavatios) |
Suites instrumentales | 10 (180 kilogramos) | 4 (47 kilogramos) | 11 instrumentos (45,7 kg) |
Masa | 1.800 kilogramos | 610 kilogramos | 856 kilogramos |
Velocidad de lanzamiento más allá de la velocidad de lanzamiento |
3,66 kilómetros por segundo | 12,4 kilómetros por segundo | 11,2 kilómetros por segundo |
Solar Orbiter es un satélite estabilizado en 3 ejes con una masa aproximada de 1.800 kg que incluye 180 kg de instrumentos científicos. Tiene un escudo térmico que le permite soportar la fuerte radiación solar que debe sufrir cuando pasa lo más cerca posible del Sol ( perihelio ). Solar Orbiter utiliza muchos elementos de la sonda europea BepiColombo que deben colocarse en órbita alrededor de Mercurio y que también deben enfrentar, pero en menor medida, altas temperaturas relacionadas con la proximidad del Sol.
Durante la fase operativa, el satélite mantiene permanentemente el escudo térmico frente al Sol para proteger el cuerpo del satélite del flujo de calor que es hasta 20 veces mayor que el recibido a nivel de la órbita terrestre (28 kW / m 2 ) , cuando el satélite está más cerca del Sol (0,22 Unidad Astronómica o 45 rayos solares). Las dimensiones del satélite están sujetas a fuertes restricciones porque debe colocarse completamente detrás del escudo térmico, cuyo tamaño está limitado por su masa. Además, la superficie del mismo debe incluir un margen para tener en cuenta anomalías temporales de funcionamiento del sistema de control de actitud (escudo térmico no perpendicular a la dirección del sol). En consecuencia, el volumen del satélite se reduce a 2 m 3 , lo que limita considerablemente el espacio asignado a los 33 equipos científicos de a bordo. Con los paneles solares y las antenas plegadas, las dimensiones del satélite son de 2,5 x 3 x 2,5 metros. El único equipo que no se encuentra a la sombra del cuerpo del satélite son la antena parabólica orientable de gran ganancia y las tres antenas del instrumento de medición de ondas de radio y plasma. Estos apéndices, así como el brazo que sirve de soporte para los sensores del magnetómetro ubicados frente al escudo, se despliegan en órbita. La plataforma satelital se deriva del Eurostar 3000 utilizado por el fabricante Astrium (Airbus Defence and Space) para la construcción de muchos satélites de telecomunicaciones geoestacionarios . Esta elección permite limitar los riesgos asociados con un nuevo desarrollo al tiempo que reduce los costos.
El escudo térmico de Solar Orbiter se mantiene permanentemente de cara al Sol. La desviación de la dirección del Sol no debe superar los 6,5 ° con un máximo de 2,3 ° durante 50 segundos. La precisión absoluta de puntería es de 42 segundos de arco con un error de medición de 25 segundos de arco. La deriva de 24 horas no debe exceder los 13 segundos de arco. El sistema de control de actitud se basa en dos buscadores de estrellas , dos unidades inerciales y dos pares de colectores solares delgados. Las correcciones de orientación se realizan utilizando cuatro ruedas de reacción y un sistema de propulsión de propulsante líquido redundante desarrollado por OHB-System utilizando dos grupos de 9 propulsores. Estos últimos proporcionan un Delta-v de alrededor de 250 m / s para realizar maniobras de asistencia gravitacional, así como 30 m / s para control de orientación, gracias a 204 kg de propulsores (173 kg para transferencia y 30 kg para control de orientación).
La energía eléctrica es producida por células solares de arseniuro de galio de triple unión unidas a una estructura de carbono / carbono. Los paneles solares son regulables (1 ° de libertad). Para resistir el flujo térmico cerca del Sol, la superficie de los paneles solares está parcialmente cubierta con reflectores OSR ( Optical Surface Reflector ) que devuelven la radiación incidente. Para reducir el aumento de temperatura, los paneles solares se inclinan a medida que el satélite se acerca al Sol para reducir el ángulo de incidencia de la radiación. Los paneles solares, que derivan de los desarrollados para la misión BepiColombo , están diseñados para funcionar a una temperatura de 230 ° C. Los paneles solares están dimensionados para proporcionar suficiente energía cuando el satélite está a su distancia más lejana del Sol (aproximadamente 1.4 unidades astronómicas durante el vuelo de tránsito entre el primer y segundo sobrevuelo del planeta Venus). La demanda máxima de energía es de 1000 vatios, de los cuales 180 a 250 vatios son consumidos por instrumentos científicos.
Los intercambios con la Tierra tienen lugar tanto en banda X para telemetría como en banda Ka para datos científicos. Utilizan una antena orientable de gran ganancia. Los datos científicos se transmiten a una velocidad de 120 kilobits / segundo durante sesiones diarias que duran 8 horas. Este caudal relativamente bajo para un vehículo espacial reciente constituye durante las fases científicas de la misión (10 días correspondientes al paso lo más cerca posible del Sol) una fuerte limitación dada la cantidad y características de los instrumentos a bordo. También parte de los datos se eliminan o preprocesan a bordo del Solar Orbiter antes de ser transmitidos a la Tierra. Esta clasificación, apoyada por un procesador LEON 2 , debe realizarse asegurando que las verificaciones cruzadas entre las medidas de los diferentes instrumentos permanezcan disponibles. La memoria masiva con una capacidad de 1 gigabit puede almacenar hasta 4 días de datos científicos.
El escudo térmico se interpone entre el cuerpo del satélite y el Sol durante la fase operativa de la misión que se desarrolla a muy corta distancia del Sol con temperaturas que alcanzan los 520 ° C. El escudo con un área de 3,1 x 2,4 metros está hecho de varias capas de material aislante. Se mantiene alejado del resto del satélite mediante soportes e intercepta completamente el flujo de calor. La cara negra expuesta al sol ha recibido un tratamiento para protegerla de las radiaciones. Las aberturas cerradas por cubiertas móviles permiten que los instrumentos realicen observaciones en diferentes longitudes de onda.
Descripción general del escudo térmico.
Tapas en las aberturas de sellado del escudo térmico utilizadas por los instrumentos científicos.
Primer plano del espacio entre el escudo térmico y el satélite.
El satélite lleva 10 instrumentos científicos que representan una masa total de 180 kg. Cuatro de ellos realizan observaciones del entorno en el que se encuentra el satélite ( in situ ) mientras que los demás realizan observaciones remotas ( teledetección ):
El analizador de viento solar SWA ( Solar Wind Analyze ) consta de una serie de sensores para medir in situ la densidad, la velocidad y la temperatura de los iones y electrones del viento solar . El objetivo científico es caracterizar la materia expulsada del sol, para comprender su dinámica y su efecto en la organización de la heliosfera interna. Se utilizan tres tipos de sensores. Dos sensores EAS ubicados en el extremo del mástil del instrumento miden la distribución de la velocidad de los electrones en tres dimensiones con un campo de visión de 4π. Los sensores PAS y HIS que deben observar en la dirección del Sol de donde se originan las partículas pesadas del viento solar se colocan en muescas en el borde del escudo térmico. El sensor PAS mide la distribución cinética tridimensional de los iones principales (energía ≤ 0,2–20 keV / carga eléctrica). HIS determina la carga eléctrica de los principales iones de oxígeno y hierro, así como la distribución cinética tridimensional de ciertos elementos. El instrumento es proporcionado por el Laboratorio de Ciencia Espacial Mullard ( Laboratorio de Ciencia Espacial Mullard ) en el Reino Unido .
El detector de partículas energéticas EPD ( Energetic Particle Detector ) mide in situ las propiedades de las partículas supratérmicas y energéticas. Esta experiencia es desarrollada por la Universidad de Alcalá de Henares en España .
El magnetómetro de saturación MAG ( Magnotemeter ) mide el vector del campo magnético ambiental generado por el Sol con una precisión de menos de 1 nT y una frecuencia de lectura de menos de un segundo. Los 2 sensores del instrumento se colocan al final y a media distancia sobre un poste desplegado en órbita y que permanece permanentemente a la sombra del cuerpo del satélite. El instrumento tomará medidas por primera vez del campo magnético cerca del polo del Sol y así proporcionará pistas sobre cómo reacciona el medio interplanetario a estas evoluciones. MAG también debe ayudar a resolver el enigma que rodea el proceso de calentamiento de la corona solar. El instrumento MAG suministrado por el Imperial College de Londres en el Reino Unido se deriva de instrumentos análogos instalados a bordo de las sondas espaciales Cassini , Ulysses y los satélites Cluster y Double Star .
El analizador de ondas de radio RPW ( Radio and Plasma Wave Analyzer) realiza observaciones tanto in situ como remotas. Mide las ondas de radio solares, así como las ondas eléctricas y el campo magnético del plasma ambiental. Los objetivos científicos asociados son la medición de campos eléctricos dentro de choques y regiones de reconexión magnética, el estudio de la disipación de turbulencias a pequeña escala y la evaluación de la incidencia de inestabilidades magnéticas en la regulación de la anisotropía, temperatura y flujo de calor. El instrumento es proporcionado por CNES y LESIA , laboratorio del Observatorio de París ( Francia ).
PHI ( Imager polarimétrico y heliosísmico ) mide el vector del campo magnético y la velocidad radial, así como la intensidad del continuo de luz visible. El instrumento es proporcionado por el Instituto Max-Planck ( Alemania ) con contribuciones españolas y francesas ( Instituto de Astrofísica Espacial , Orsay ).
EUI ( EUV Full-Sun and High-Resolution Imager ) produce imágenes ultravioleta extremas de las capas atmosféricas solares por encima de la fotosfera . El instrumento incluye un telescopio para observar todo el disco solar en dos longitudes de onda (174 Å y 1216 Å) con resolución espacial (9 segundos de arco) y frecuencia de imagen (600 segundos) que permite observar los principales fenómenos a gran escala (EIT y ondas de MORETON) y a escala local (chorros, inicio de eyección de masa coronal). Otros dos telescopios proporcionan imágenes de alta resolución (1 segundo de arco, resolución espacial de 200 km) en dos longitudes de onda (174 Å y 1216 Å) durante pasajes a baja altitud. Los objetivos científicos de las mediciones realizadas son la determinación de las características, la dinámica y las interacciones entre el plasma, los campos y las partículas en la atmósfera cercana, la evaluación de las interdependencias entre la superficie de nuestra estrella, la corona solar y la heliosfera interna, el estudio de la estructura y la dinámica a baja escala de la atmósfera magnetizada del Sol, así como el sondeo de la dinamo solar mediante observaciones realizadas en latitudes elevadas. El instrumento es proporcionado por el Centro Espacial de Lieja ( Bélgica ) con contribuciones de Inglaterra, Alemania y Francia (del Instituto de Astrofísica Espacial de Orsay y del Instituto Óptico de Palaiseau).
SPICE ( imágenes espectrales del entorno coronal, es decir, el entorno espectral del generador de imágenes coronal ) es un instrumento óptico que opera en el extremo ultravioleta . Es proporcionado por el Laboratorio Rutherford Appleton , Didcot ( Reino Unido ) a través de un contrato con la Agencia Espacial Europea . Las operaciones del instrumento son responsabilidad del Instituto de Astrofísica Espacial .
El espectrómetro de imágenes de rayos X del espectrómetro (STIX - Espectrómetro / telescopio de rayos X ) proporciona imágenes y espectros de emisión de rayos X solares térmicos y no térmicos. Estas mediciones establecen el vínculo entre las imágenes obtenidas con otros instrumentos de teledetección y las observaciones realizadas con instrumentos de medición in situ. Deben proporcionar datos cruciales sobre el proceso de aceleración de electrones. La parte óptica del instrumento consta de 30 subcolimadores. Las mediciones se llevan a cabo en la banda espectral de 4-150 keV. El campo de visión es de 2 ° (todo el sol). La resolución angular alcanza en el mejor de los casos 7 segundos de arco (resolución espacial de 1.400 km cuando el satélite vuela sobre el Sol lo más cerca posible). Los espectros se obtienen dividiendo la radiación incidente en 32 bandas de energía: la resolución espectral varía de 1 keV (radiación incidente de 1 keV) a 15 keV (radiación incidente de 150 keV). El instrumento es proporcionado por la Fachhochschule Nordwestschweiz ( Suiza ).
El coronógrafo METIS / COR ( Telescopio de elementos múltiples para imágenes y espectroscopia / Coronagraph ) proporciona imágenes de luz ultravioleta y luz visible de la corona solar . Está desarrollado por el Observatorio Astronómico de Turín ( Italia ).
SoloHI ( Heliospheric Imager ) es un instrumento que debería proporcionar medidas para localizar eyecciones de masa coronal. Es proporcionado por el Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos (NRL) .
Instrumento | Tipo | Subinstrumento | Caracteristicas | Masa | Energía consumida |
Laboratorio primario y secundario |
Gerente de instrumentos |
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EUI | Lector de imágenes ultravioleta | FSI: generador de imágenes a pleno sol | Longitudes de onda: 174 Å y 304 Å Campo de visión : 5,2 ° x 5,2 ° Resolución angular: 9 segundos de arco Tiempo de exposición: 600 segundos |
18,2 kilogramos | 32 vatios | Centro espacial de Lieja | David Berghmans |
HRI: generador de imágenes de doble banda de alta resolución | Longitudes de onda: 174 Å y 335 Å Campo de visión : 1000 x 1000 segundos de arco Resolución angular: 1 segundo de arco Tiempo de exposición: 2 segundos |
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HRI: generador de imágenes de alta resolución Lyman-α | Longitud de onda: 1216 Å Campo de visión : 1000 x 1000 segundos de arco Resolución angular: 1 segundo de arco Tiempo de exposición <1 segundo |
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FI | HRT: telescopio de alta resolución | Longitud de onda: 617,3 nm Campo de visión : 1000 x 1000 segundos de arco Resolución angular: 1 segundo de arco |
34 kilogramos | 31 vatios | Instituto Max-Planck | Sami solanki | |
FDT: telescopio a pleno sol | Longitud de onda: 617,3 nm Apertura : 15 mm |
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ESPECIA | Espectrógrafo de imágenes | - | Longitudes de onda: 702-792, 972-1050 y 485-525 Å | kg | vatios | Instituto de Investigaciones del Suroeste | Frédéric Auchère |
METIS | Imager | Longitudes de onda: visible: 580-640 nm Ultravioleta 121,6 ± 10 nm Ultravioleta extremo 30,4 ± 0,22 nm Campo de visión : 1,5 a 2,9 rayos solares Resolución angular: 10 (visible) a 20 (ultravioleta) segundos de arco |
kg | vatios | Observatorio Astronómico de Turín | Marco romoli | |
Espectroscopio | Longitudes de onda: ultravioleta 121,6 ± 0,9 nm ultravioleta extrema 30,4 ± 0,22 nm Campo de visión : 1,4, 1,7 o 2 rayos solares Resolución espectral : ultravioleta 0,054 nm, ultravioleta extrema 0,013 nm Resolución espacial: 34 segundos de arco |
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STIX | Telescopio espectrómetro de rayos X | - | Longitudes de onda: 4-150 keV Campo de visión : 2 rayos solares Resolución espectral: 1 keV Resolución angular: 4 segundos de arco |
7 kilogramos | 4 vatios | Fachhochschule Nordwestschweiz | Säm Krucker |
SolOHI | Telescopio | - | Longitudes de onda: luz visible Campo de visión : 40 rayos solares Resolución angular :? segundos de arco Tamaño de imagen: 16 megapíxeles |
8,6 kilogramos | 18 vatios | Laboratorio de Investigaciones Navales | Russell A. Howard |
SWA | Análisis de viento solar | PAS: analizador de protones | Energía: 0,2-20 keV / núcleo | kg | vatios | Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard | Christopher Owen |
Analizador de electrones EAS | |||||||
HIS analizador de iones pesados | |||||||
RPW | Análisis de ondas de radio y plasma | Ondas de plasma PWS | Ondas de radio de CC hasta 16 kHz Ondas magnéticas algunos Hertz hasta 500 kHz |
kg | vatios |
LESIA LPC2E, Orleans LPC2E, Polytechnique IRF, Uppsala & KTH, Stockholm IAP & Astronomical Institute, Prague IWF, Graz University of Berkeley |
Milán Maksimovic |
Ondas de radio del detector RAD | Mediciones de emisiones solares | ||||||
REVISTA | Magnetómetro | - | Precisión <1 nTesla Frecuencia de lectura <1 segundo |
kg | vatios | Colegio Imperial de Londres | Tim Horbury |
EPD | Detector de partículas de energía | Partículas supratérmicas STEIN | kg | vatios | Universidad de Alcalá de Henares | Javier Rodríguez-Pacheco | |
Espectrógrafo de iones supratérmicos SIS | Energía: ~ 0,008 - 10 MeV / nucleón Átomos: helio a hierro |
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Telescopio de iones y protones EPT | |||||||
LET telescopio de partículas de baja energía | Energía: ~ 1,5 a ~ 60 MeV / nucleón Átomos: helio a níquel |
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Telescopio de partículas de alta energía HET | Energía: hasta 100 MeV / nucleon |
La inyección directa del satélite en su órbita operativa alrededor del Sol ( perigeo de aproximadamente 0,28 Unidad Astronómica e inclinación orbital ) requeriría que la velocidad proporcionada por el lanzador supere en 10,3 km / s la velocidad de liberación que permite escapar del tirón de la Tierra (aproximadamente 11 km / s). Ningún lanzador tiene tal capacidad. Para alcanzar esta órbita, el satélite recorre en poco más de 3 años varias órbitas alrededor del Sol durante las cuales utiliza repetidamente la asistencia gravitacional de la Tierra y el planeta Venus para obtener la energía necesaria. El período de lanzamiento se elige de modo que la órbita operativa obtenida resuene con la de Venus. Esta resonancia permite aumentar gradualmente durante la fase científica la inclinación orbital que pasa así de 7 ° a 35 ° (29 ° en relación al plano de la eclíptica ).
El lanzamiento de Solar Orbiter tuvo lugar el9 de febrero de 2020a las 23 h 3 (hora local), o el10 de febreroa las 5:03 a.m. CET (hora de París). Fue colocado en su camino por un lanzador Atlas V 411 estadounidense disparado desde la base en Cabo Cañaveral . La ventana de cocción de 20 minutos está abierta durante aproximadamente 20 días. Al final de la fase de propulsión, el cohete impartió al satélite una velocidad de aproximadamente 3,66 km / s mayor que la velocidad de liberación de la atracción terrestre.
Después del lanzamiento, se llevaron a cabo los siguientes pasos:
L + 2 min 30 s | separación de impulsores |
L + 4 min 9 s | separación de la etapa Atlas-Centaur |
L + 4 min 27 s | separación del manguito |
L + 53 min | Separación de Solar Orbiter |
L + 57 min | adquisición de la primera señal |
L + 1 h 16 | despliegue de paneles solares |
L + 29 h | despliegue de la antena de ondas de radio y plasma (RPW) |
L + 36 h | despliegue del instrumento Boom |
L + 42 h | despliegue de la antena RPW |
L + 49 h | despliegue de la antena de grano grueso |
Inmediatamente después del lanzamiento, se prueban los instrumentos. El satélite alcanza su órbita de trabajo después de 3,25 años. Diez meses después del lanzamiento, Solar Orbiter pasa a unos 7.500 km del planeta Venus (ubicado a 0.661 Unidades Astronómicas del Sol) que cambia su trayectoria y lo envía de regreso a la Tierra. En su nueva órbita, el satélite se aleja del Sol en 1.384 Unidades Astronómicas (distancia máxima durante la misión). La Tierra vuela más de 10 meses después de Venus. Una segunda asistencia gravitacional a la Tierra tiene lugar en noviembre de 2021. Dos meses después, Solar Orbiter sobrevuela Venus a una velocidad hiperbólica de 19,3 km / s. La fase científica comienza unos meses después, cuando el satélite pasa a unas 0,36 AU del Sol.
Esta sonda cruza la cola ionizada del cometa desintegrado C / 2019 Y4 (ATLAS) en31 de mayo de 2020 y su cola de polvo el 6 de junio de 2020.
En su órbita elíptica de un período de 168 días, Solar Orbiter se acerca más al Sol a 0.25 AU y su apogeo está al nivel de la órbita de Venus. Durante la fase científica, su inclinación cambia gradualmente de 9 ° a 34 ° gracias a pasajes en resonancia cerca de Venus con las proporciones 1: 1, 1: 1, 4: 3, 3: 2 y 3: 2. El primer paso dentro de 0,3 unidades astronómicas del Sol tiene lugar 4,6 años después del lanzamiento y la latitud solar máxima se alcanza 7,6 años después del lanzamiento (finales de 2026). Cuando pasa lo más cerca posible del Sol, el satélite, que alcanza su velocidad máxima, sobrevuela la misma zona del Sol durante varios días, dada la velocidad de su rotación. Esta configuración permite al satélite observar continuamente el desarrollo de tormentas solares .
Como ocurre con otras misiones de la Agencia Espacial Europea, el seguimiento de la misión lo realiza el centro de control de ESOC en Darmstadt (Alemania). Las comunicaciones con la Tierra tienen lugar durante un período de 8 horas por período de 24 horas. Los datos científicos y técnicos son transmitidos y recibidos por la estación terrestre de Malargüe ( Argentina ) de la red de telecomunicaciones ESTRACK de la Agencia Espacial Europea. Otras dos estaciones ESTRACK, New Norcia (Australia) y Cebreros (España), se utilizan como respaldo o durante los períodos de mantenimiento en Malargüe. Los datos científicos se centralizan en la ESAC de Villanueva de la Cañada (España) donde se archivan y se redistribuyen entre los diferentes equipos científicos. ESAC también está a cargo de la planificación y programación de operaciones científicas.
Fuentes:
Con fecha de | Objeto | Acción |
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10 de febrero de 2020 | tierra | Lanzamiento desde el Centro Espacial Kennedy |
31 de mayo de 2020 | C / 2019 Y4 (ATLAS) | Cruzando la cola ionizada |
6 de junio de 2020 | C / 2019 Y4 (ATLAS) | Cruzando la cola de polvo |
15 de junio de 2020 | sol | Primer perihelio a 77 Gm |
27 de diciembre de 2020 | Venus | Asistencia gravitacional (1 e ) |
Febrero 2021 | sol | Perihelio dentro de 0.5 AU |
8 de agosto de 2021 | Venus | Asistencia gravitacional ( 2º ) |
26 de noviembre de 2021 | tierra | Asistencia gravitacional |
3 de septiembre de 2022 | Venus | Asistencia gravitacional ( 3ª ) |
Octubre 2022 | sol | Perihelio dentro de 0,3 AU |
18 de febrero de 2025 | Venus | Asistente de gravedad (4 ° ) |
Marzo 2025 | sol | Paso polar (latitud> 17 °) |
24 de diciembre de 2026 | Venus | Asistente de gravedad (5 ° ) |
Enero 2027 | sol | Paso polar (latitud> 24 °) |
17 de marzo de 2028 | Venus | Asistencia gravitacional ( 6º ) |
Abril 2028 | sol | Paso polar (latitud> 30 °) |
10 de junio de 2029 | Venus | Asistencia gravitatoria (7 º ) |
Julio 2029 | sol | Paso polar (latitud> 33 °) |
2 de septiembre de 2030 | Venus | Asistencia gravitatoria (8 º ) |