Solar and Heliospheric Observatory

Solar and Heliospheric Observatory (slnečné a heliosférické observatórium alebo SOHO) je kozmická sonda vypustená 2. decembra 1995 určená na štúdium Slnka, ktorá začala svoju činnosť v máji 1996. Je to spoločný projekt Európskej vesmírnej agentúry (ESA) a NASA. Pôvodne bola plánovaná ako dvojročná misia, ale pracuje už vyše 19 rokov. Okrem vedeckej misie je SOHO hlavným zdrojom dát o Slnku na predpoveď vesmírneho počasia.

Vedecké ciele misie 
 Výskum vonkajšieho okraja Slnka, ktorý sa skladá z chromosféry, prechodovej oblasti a koróny. Na sledovanie tejto oblasti sú určené prístroje CDS, EIT, LASCO, SUMER, SWAN, a UVCS.
 Skúmanie slnečného vetra a iných javov v okolí bodu L1 (prístroje CELIAS a CEPAC).
 Výskum podpovrchových štruktúr na Slnku – helioseizmológia (prístroje GOLF, MDI, a VIRGO).

Konštrukcia sondy 
Sondu postavila britská spoločnosť Matra Marconi Space v spolupráci s firmami v 14 európskych krajinách, prevádzkovateľom je Európska vesmírna agentúra. Telo sondy má rozmery 4,3 × 2,7 × , rozstup roztiahnutých slnečných panelov je . Pri štarte sonda vážila , hmotnosť na obežnej dráhe je . 

SOHO je trojosovo stabilizovaná sonda, ktorá sa skladá z dvoch základných častí:  
 Prístrojový modul, ktorý nesie prístrojové vybavenie
 Servisný modul, ktorý zabezpečuje komunikáciu, napájanie, činnosť motorov

Prístrojové vybavenie 
Na sonde je umiestnených dvanásť sád prístrojov:  
 Ďalekohľad pracujúci v ultrafialovej oblasti spektra EIT () – výrobca NASA-GSFC, USA
 Koronograf so spektrometrom LASCO () – výrobca Naval Research Laboratory, USA
 Spektrometer pre výskum koróny CDS () – výrobca Rutherford Appleton Laboratory, Spojené kráľovstvo
 Prístroje pre výskum slnečného vetra CELIAS () – výrobca Universität Bern, Švajčiarsko
 Prístroj pre štúdium supratermálnych a energetických častíc COSTEP () – výrobca Christian-Albrechts-Universität Kiel, Nemecko
 Prístroj pre štúdium energetických a relativistických nukleónov a elektrónov ERNE () – výrobca University of Turku,  Fínsko
 Prístroj pre štúdium nízkofrekvenčných kmitov Slnka GOLF () – výrobca Institut d'Astrophysique spatiale, Francúzsko
 Michelsonova dopplerovská kamera pre štúdium kmitov Slnka MDI/SOI () – výrobca Stanfordova univerzita, USA
 Prístroj pre registráciu slnečného UV žiarenia SUMER () – výrobca Max-Planck-Institut für Aéronomie, Nemecko
 Pozorovanie a výskum Lymanovho alfa žiarenia SWAN () – výrobca FMI, Fínsko a Service d'Aéronomie, Francúzsko
 Koronograf so spektrometrom pre ultrafialovej oblasť UVCS () – výrobca Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA
 Prístroj pre štúdium zmien intenzity slnečného žiarenia a gravitačné oscilácie VIRGO () – výrobca ESTEC, Holandsko

Obežná dráha 
SOHO obieha okolo Slnka po kruhovej dráhe. Nachádza sa v bode, kde slnečná gravitácia spolu so zemskou dovoľujú sonde mať zhodnú obežnú periódu okolo Slnka ako má Zem (libračný bod L1). Libračný bod L1 leží 1,5 milióna kilometrov od Zeme smerom k Slnku.  

Aj keď sa uvádza, že sonda SOHO je umiestnená v bode L1, nie je toto tvrdenie presné. Umiestnenie sondy priamo do bodu L1 by prinieslo niektoré nevýhody. Rádiový signál by bol pri komunikácií so Zemou rušený interferenciami zo Slnka a obežná dráha by nebola stabilná. Sonda sa teda pohybuje v rovine kolmej na spojnicu Slnko – Zem, ktorá prechádza bodom L1. Obieha bod L1 po eliptickej dráhe so stredom v L1, libračný bod obehne raz za šesť mesiacov. Tým je zabezpečená kvalitná komunikácia so Zemou po celý rok.

Komunikácia so Zemou 
Pri bežnej činnosti pri prenose fotografií a ďalších dát komunikuje sonda so sieťou NASA Deep Space Network rýchlosťou 200 kbit/s. Dáta zo sondy slúžia na určenie predpovedí slnečných erupcií, ktoré by mohli ovplyvniť činnosť elektrických rozvodov a satelitov a umožňujú tak chrániť prístroje pred poškodením. 

V roku 2003 ESA oznámila poruchu na krokovom motore vysokoziskovej antény, ktorého činnosť je nevyhnutná pre správne zameranie antény na Zem a zabezpečenie prenosu dát vysokou rýchlosťou. Kvôli tejto poruche sa predpokladali výpadky v prenose dát zo sondy trvajúce dva až tri týždne každé tri mesiace. Technikom sa podarilo problém vyriešiť využitím nízkoziskovej všesmerovej antény, na ktorú sa pri výpadku prepína prenos dát. Zároveň sa k ochrane pred stratou dát využíva ukladanie do pamäťového zariadenia na sonde ( – SSR).

Priebeh misie

Štart, dosiahnutie obežnej dráhy 
Observatórium SOHO odštartovalo do vesmíru 2. decembra 1995 o 8:08 UTC z Cape Canaveral Air Force Station pomocou nosnej rakety Atlas IIAS. Po dosiahnutí obežnej dráhy bola sonda navedená do oblasti libračného bodu L1 približne 1,5 milióna km od Zeme smerom k Slnku. V apríli 1996 bola zahájená základná dvojročná misia sondy.

Strata spojenia so sondou 
Dňa 24. júna 1998 vykonávali technici sa sondou rutinné manévre a kalibráciu gyroskopov. Operácie prebiehali do 23:16 UTC, keď naraz sonda stratila zameranie na Slnko. Počítač, ktorý sondu riadi sa prepol do bezpečnostného módu ( – ESR), pri ktorom sa snažil dostať SOHO do správnej polohy. Technikom sa podarilo nasmerovať sondu na Slnko, ale 25. júna o 02:35 UTC sonda prešla do bezpečnostného módu znovu. Po pokusoch pozemného strediska získať nad sondou kontrolu sa sonda o 04:38 UTC úplne odmlčala a kontakt so sondou SOHO bol stratený. Slnečné observatórium sa dostalo do nekontrolovanej rotácie, solárne panely neboli schopné dodávať elektrickú energiu pre napájanie prístrojov.  

Tím expertov ESA bol okamžite odoslaný do Spojených štátov, aby sa pokúsil priamo z riadiaceho strediska letu získať opäť kontrolu nad sondou, tá sa však neozývala. 23. júla sa technici rádioteleskopom observatória Arecibo a anténami siete Deep Space Network (DSN) pokúsili zistiť polohu sondy pomocou radaru. Sonda SOHO bola nájdená v blízkosti predpokladanej pozície. Prístroje, ktoré zvyčajne smerujú smerom k Slnku, boli natočené na bok a sonda rotovala rýchlosťou 1 otáčka za minútu. 3. augusta prijali antény siete DSN monitorovací rádiový signál zo sondy, prvýkrát od 25. júna. Riadiace stredisko sa pokúsilo odoslať do palubného počítača sondy sekvenciu príkazov. Po niekoľkých dňoch nabíjania palubných batérií sa podarilo 8. augusta stiahnuť telemetrické dáta o stave sondy. 

Riadiaci tím začal riešiť, ako najlepšie využiť veľmi obmedzené množstvo elektrickej energie. Keďže zmrzlo palivo (hydrazín) v nádržiach, 12. augusta sa začalo jeho rozmrazovanie. Potom bolo rozmrazené palivové potrubie a motory. Pomocou nich bola 16. septembra sonda preorientovaná do správnej polohy s čelnou časťou proti Slnku. Po týždni ďalších opráv a úprave obežnej dráhy prešla sonda 24. septembra 1998 o 19:52 UTC do normálneho operačného režimu. Nasledovalo oživovanie a testy jednotlivých prístrojov, ktoré začalo oživením prístroja SUMER 5. októbra a bolo ukončené 24. októbra 1998 zariadením CELIAS. 

Novo oživená sonda mala funkčný len jeden gyroskop a aj ten prestal 21. decembra 1998 fungovať. Správnu orientáciu zabezpečovali iba zo Zeme manuálne riadené zážihy raketových motorčekov. Technici ESA vyvinuli nový automatizovaný riadiaci systém, ktorý udržuje orientáciu sondy bez gyroskopov a ktorý bol implementovaný 1. februára 1999.

Objavy komét 
Sonda sleduje pomocou širokouhlého a spektrometrického koronografu LASCO () blízke okolie Slnka. Prístroj je určený na výskum slnečnej koróny a napriek tomu, že sa s tým pôvodne nepočítalo, na snímkach z prístroja bolo objavených viac ako 1500 komét. Sonda objavuje kométy, ktoré sa priblížili do takej blízkosti Slnka, že ich nie je možné detegovať pomocou pozemných ďalekohľadov kvôli prežiareniu od Slnka. Kométa s poradovým číslom 1500 bola objavená 25. júna 2008.  

Predpokladá sa, že väčšina z objavených kometárnych jadier sú fragmenty z pôvodnej veľkej kométy, ktorá sa dostala príliš blízko k Slnku a slapové sily ju roztrhali. Tieto fragmenty patria do Kreutzovej rodiny komét.

Iné projekty

Referencie

Externé odkazy 
 Sonda v encyklopédii Space 40 
 Domovská stránka sondy 

Slnečné sondy
Prebiehajúce misie
Kozmické observatóriá
Sondy ESA
Kozmonautika v 1995