太阳和太阳圈探测器

太阳和太阳圈探测器（Solar and Heliospheric Observatory，SOHO）是由以马特拉马可尼航太公司（现在的阿斯特里姆）为首的欧洲工业财团制造，使用洛克希德马丁的擎天神2号运载火箭于1995年12月2日发射。它是研究太阳的太空船，迄今已发现超过3,000颗彗星。它从1996年5月开始正常运作，是欧洲航天局和NASA联合的一个国际合作专案。最初的SOHO计划只是1个2年的任务，但如今SOHO在太空中运行超过 25 年后继续运行；该任务已延长至 2025 年底，但须经欧空局科学计划委员会审查和确认。

除了它的科学任务，它也是太空天气近及时预测资料的主要来源。SOHO与全球地球空间科学（Global Geospace Science，GGS）的风 (太空船)、先进成分探测器（Advanced Composition Explorer，ACE）、和深太空气候天文台（Deep Space Climate Observatory，DSCOVR）是在拉格朗日L1点附近的四艘太空船。这个点是距离太阳0.99天文单位，距离地球0.01天文单位的日地重力平衡点。除了它的科学贡献之外，SOHO是第一艘使用反作用轮作为虚拟陀螺仪的三轴稳定太空船；这是在1998年一次几乎失去这艘太空船的突发紧急事件之后加入的新技术。

## 轨道

SOHO太空船是在围绕着L1点的晕轮轨道上绕着太阳公转。这个点位于太阳和地球之间，在该处较强大的太阳引力和较微弱的地球引力平衡，有着相同的向心力，使得在该处的物体有着和地球相同的轨道周期。结果是它能留在所需要的相对位置点上。

虽然经常描述轨道在L1点，但SOHO太空船并不会在正确的L1点上，因为在L1点上会因为来自太阳的无线电噪声干扰，造成通讯困难，所以L1点不是个稳定的轨道位置。更确切的说，它是在通过L1点垂直于地球和太阳连线的一个平面上。它是逗留在这个平面上，以L1点为中心，遵循椭圆的李萨如轨道，不停运动的太空船。它的轨道每6个月绕行L1点一圈，而L1点随着地球的运动，每年绕行太阳一圈。这使得SOHO任何时间都与地球保持着良好的通讯。

## 与地球的通讯

在正常操作中的太空船与地面连续以245.76Kbit/s， DSN Now曾经显示1.25MBit/s的资料流量，通过NASA深空网络传送照片和其它测量的资料。SOHO与太阳活动相关的资料被用来预测日冕大量抛射（CME）到达地球的时间，以免电网和卫星受到破坏性的损害或影响。日冕大量抛射直接朝向地球可能会产生磁暴，这会反过来产生磁感应电流，在最极端的情况下会造成停电等电力系统的损坏。

在2003年，ESA报告天线的Y轴步进马达失效，这是允许高增益天线高速率传送回资料所必需的。当时，它被认为天线异常可能会导致每三个月会有两至三个星期的资料流失不见。然而，ESA和NASA的工程师设法操作SOHO'的低增益天线一起使用地面站的深空网络的34米和70米天线，并且有效的使用SOHO'的固态纪录器（Solid State Recorder，SSR）防止资料的流失，因此每三个月的资料量只有少量的损失。

## 仪器

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太阳和太阳风层探测器有效载荷模块（PLM）由十二台仪器组成，每台仪器以及一些航天器部件，都能够独立或协调地观测太阳或部分太阳。这些仪器是：

- 日冕诊断光谱仪（CDS）：测量日冕的密度、温度和其中的流量。
- 电荷元素和同位素分析系统（CELIAS）：研究太阳风的离子组成。
- 全面共同协作的超热和高能粒子分析仪（COSTEP）：研究太阳风的离子和电子组成。COSTEP和ERNE有时统称为COSTEP-ERNE粒子协作分析仪（CEPAC）。
- 极紫外成像望远镜（EIT）：研究低日冕结构和活性。
- 能量和相对论性原子核和电子实验（ERNE）：研究太阳风的离子和电子组成（请参阅上面 COSTEP 条目的注释。）。
- 低频全局振荡（GOLF）：测量整个太阳盘面的速度变化，以探索太阳的核心。
- 大角度和光谱日冕仪（LASCO）：它通过制造人工日食来研究日冕的结构和演化。
- 迈克尔逊都普勒成像仪（MDI）：测量光球层中的速度和磁场，以了解形成太阳内部外层的对流层以及控制日冕结构的磁场。MDI 是“SOHO”最大的数据生产者。SOHO的两个虚拟频道以MDI命名；VC2（MDI-M）携带MDI 磁图资料，和VC3（MDI-H）携带MDI 日震学资料。MDI自2011 年以来，就没有用于科学观测，当时它被太阳动力学天文台的日震和磁成像仪取代。
- 太阳紫外线发射辐射测量仪 （SUMER）：测量日冕中的电浆流量、温度和密度。
- 太阳风各向异性仪（SWAN）：它使用对氢的特征波长敏感的望远镜来测量太阳风质量通量，绘制日球层的密度图，并观察太阳风流的大尺度结构。
- 紫外线日冕光谱仪（UVCS）：测量日冕的密度和温度。
- 太阳红外辐照度和重力振荡的变异性（VIRGO）：测量整个太阳盘面的振荡和太阳常数，并以低分辨率再次探索太阳的核心。

### 图像公开

一些仪器上的观察能够以图片的形式保存下来，其中的大部分在互联网上能够被用来公共或者研究的用途(参见 SOHO官方网站)。其它的类似光谱和太阳风中粒子的测量结果则不能被访问到。这些图片从可见光到远紫外线的范围。

不同于许多天基和地面望远镜，感兴趣者可以通过电子邮件和SOHO网站直接与仪器团队联系。在一个观测值上协同使用多个SOHO仪器的程序名为JOP。

### 彗星发现

太阳和太阳圈探测器由于对太阳进行观测，遮挡了太阳的光芒，因此得以发现彗星。大约有一半的已知彗星是由SOHO发现的，这些彗星是过去15年间来自18个国家的70多人透过线上搜寻公开的SOHO/LASCO影像发现的。截至2024年12月13日，SOHO已发现5,124颗彗星。

- SOHO-1000 (C/2005 P2)– 5 August 2005, Toni Scarmanto
- SOHO-2000 (C/2010 Y20) – 26 December 2010, Michał Kusiak
- SOHO-3000 (C/2015 ??) – 13 September 2015, Worachate Boonplod
- SOHO-4000 (C/2020 ??) – 15 September 2020, Trygve Prestgard
- SOHO-5000 (C/2024 ??) – 25 March 2024, 谭瀚杰

### 仪器贡献者

普朗克太阳能系统研究所为SUMER，LASCO和CELIAS仪器做出了贡献。史密森尼天体物理天文台制造了UVCS仪器。洛克希德马丁太阳能与天体物理实验室（LMSAL）与斯坦福大学的太阳能小组合作制造了MDI仪器。天体空间研究所是GOLF和EIT的主要研究人员，对SUMER做出了重要贡献。SOHO网站上提供了所有工具的完整列表以及指向其机构的链接。

## 外部链接

- Solar and Heliospheric Observatory Homepage

## 基本资料

- 日语原文：太阳和太阳圈探测器 (SOHO)
- 任务类型：太阳观测
- 运营单位：ESA / NASA
- COSPAR_ID：1995-065A
- 卫星目录序号：23726
- 任务时长：计划2年、实际
- 制造商：Matra Marconi Space
- 弹头量：1850kg
- payload_mass：610kg
- 尺寸：4.3x
- 功耗：1500 瓦
- 推出时间：1995年12月2日
- launch_rocket：Atlas IIAS AC-121
- 发射地点：卡纳维尔角 LC-36B
- 参考坐标系：拉格朗日点L1
- 轨道类型：晕轮轨道
- orbit_period：1 地球年
- orbit_periapsis：206448km
- orbit_apoapsis：668672km
- orbit_epoch：按计划
- apsis：apsis
- telescope_wavelength：从可见光到紫外线，也包括磁的资料
- 分类：地平线2020
- next_mission：惠更斯号
- 缩写：CDS
- 气缸盖：日冕诊断光谱仪
- 缩写：CELIAS
- 名称：电荷，元素和同位素分析系统
- 缩写：COSTEP
- 名称：综合超热能粒子分析仪
- 缩写：EIT
- 名称：极紫外线成像望远镜
- 缩写：ERNE
- 名称：高能相对论核和电子实验仪
- 缩写：GOLF
- 名称：全球低频日震观测器
- 缩写：LASCO
- 名称：大角度光谱仪
- 缩写：MDI
- 名称：迈克尔逊多普勒成像仪
- 缩写：SUMER
- 名称：太阳紫外线辐射测量仪
- 缩写：SWAN
- 名称：太阳风各向异性仪
- 缩写：UVCS
- 名称：紫外线光谱和日冕仪
- 缩写：VIRGO
- 名称：太阳辐照度变异性仪