NASA의 STEREO 임무: 태양에 대해 더 많이 배우기 위한 탐구

NASA의 태양 지구 관계 천문대(STEREO)는 10년 넘게 태양을 연구해 왔습니다. 이 임무는 원래 거의 동일한 두 척의 우주선으로 구성되었지만 2014년에 하나를 잃었습니다. 나머지 위성은 계속해서 태양을 심층적으로 관찰하고 있습니다. 임무는 에 대한 풍부한 정보를 제공했습니다. 우리의 가장 가까운 별 .

2년간의 미션



2006년 10월 25일 플로리다의 케이프 커내버럴 공군 기지에서 발사된 두 개의 골프 카트 크기 망원경은 단일 로켓을 우주로 공유했습니다. STEREO Ahead(A)는 지구보다 약간 작은 태양 주위를 도는 궤도에 진입하여 우리 행성보다 빠르게 움직이는 반면, STEREO Behind(B)는 더 큰 태양 주위를 도는 동안 지구보다 약간 느리게 움직입니다.



'두 우주선의 분리는 우리에게 태양과 내부 태양권에서의 태양 활동에 대한 독특한 다지점 관점을 동시에 제공했습니다.' NASA는 말했다.

STEREO의 과학 목표는 다음과 같습니다.

  • 코로나 질량 방출(CME)(플라즈마 및 태양에서 불어오는 하전 입자의 집합체)이 어떻게 생성되고 어떻게 기능하는지 이해합니다.
  • CME가 태양권을 둘러싸고 있으며 태양에 의해 구동되는 거품과 같은 구체인 태양권을 통해 이동하는 방식을 특성화하십시오.
  • 태양의 낮은 대기에 있는 입자가 행성간 매질 또는 태양계의 물체 사이 공간을 채우는 산란된 물질을 통해 어떻게 가속되는지 알아보십시오.
  • 플라즈마와 입자의 구조를 이해하기 위해 태양풍을 구성하다 .



이러한 목표를 달성하기 위해 두 우주선은 다음과 같은 동일한 장비를 탑재합니다.

  • NS태양 지구 연결 코로나 및 태양권 조사(SECCHI)는 CME가 태양 표면에서 형성되어 지구에 영향을 미칠 때까지 CME의 3D 진화를 연구합니다.
  • 스테레오/웨이브(SWAVES)는 태양에서 지구 궤도로 이동하는 전파 교란의 생성과 진화를 추적합니다.
  • NS입자 및 CME 과도 현상의 현장 측정(IMPACT)는 태양풍의 플라즈마 전자의 3D 분포, 태양 에너지 입자(SEP) 이온의 특성 및 국부 자기장을 샘플링합니다.
  • NS플라즈마 및 초열 이온 조성( 플라스틱 )의 속성을 측정 태양풍 CME 플라즈마를 특성화하기 위한 노력의 일환으로 양성자, 알파 입자 및 중이온의 특성을 평가합니다.

우주선에서 약 21피트(6.5미터) 떨어진 곳에 태양 전지판을 설치하여 기기용 배터리를 충전합니다.



(이미지 제공: NASA)

미션 하이라이트

지난 10년 동안 STEREO는 과학자들이 이해를 크게 향상시킬 수 있도록 태양에 대한 자세한 정보를 공개했습니다.

'이 임무는 처음으로 일련의 장비를 사용하여 여러 위치에서 태양 폭풍의 속도와 변화하는 구조를 관찰하고 추적할 수 있는 첫 번째 기회를 제공했습니다.' NASA가 말했다 .



STEREO 우주선은 2006년 12월 20일에 이미지 촬영을 시작했으며 2007년 4월에 태양의 첫 3D 이미지를 만들었습니다.

2011년 2월, 쌍둥이 우주선은 태양의 반대편에 자리를 잡고 별의 이미지를 중단 없이 지구로 보내기 시작하여 전체 태양을 처음으로 볼 수 있었습니다. 우리의 가장 가까운 별은 약 27일에 한 번 회전하지만 태양 활동은 더 빠른 규모로 변합니다. STEREO A와 B의 이미지를 NASA의 SDO(Solar Dynamics Observatory)와 결합하여 과학자들은 2012년 9월 전체 태양에 대한 최초의 360도 지도를 생성할 수 있었습니다.

워싱턴 D.C. 해군 연구소의 STEREO 과학팀 일원인 Angelos Vourlidas는 '처음으로 우리는 완전한 3차원적 영광에서 태양 활동을 관찰할 수 있습니다'라고 말했습니다. 성명서에서 말했다 .

STEREO는 태양이 내뿜는 자기 폭풍을 포착하여 태양 폭풍의 내부 과정을 최초로 공개했습니다. 이 임무는 태양에서 지구까지의 여러 태양 폭풍을 추적했습니다.

태양 폭풍, 플레어 및 CME는 각각 우주 기상 유형으로 간주되며 모두 우리 별에서 생성됩니다. 이러한 하전 입자와 지구 자기장의 상호 작용은 위성, 전력망 및 기타 중요한 시스템에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 폭풍으로 인해 전력망에 장애가 발생할 수 있으므로 이러한 폭풍에 미리 대비할 수 있는 것이 중요합니다.

2012년 7월, 태양은 150년 만에 가장 강력한 CME를 발사했습니다. 하전 입자는 지구를 간신히 놓쳤습니다. 콜로라도 대학의 태양 과학자 다니엘 베이커(Daniel Baker)는 '분출이 1주일만 더 일찍 일어났다면 지구는 화재의 위험에 처했을 것'이라고 말했다. 성명서에서 말했다 .

대신 CME는 그러한 폭풍을 극복하고 그에 대한 풍부한 정보를 제공하기 위해 구축된 STEREO A를 강타했습니다.

베이커는 'STEREO 임무가 제공하는 범위가 없었다면 우리 사회는 이 놀라운 태양 폭풍에 대해 무지했을 것입니다.'라고 말했습니다. '이 규모의 다른 얼마나 많은 사람들이 우연히 지구와 우리의 우주 탐지 시스템을 놓쳤습니까? 이것은 답이 필요한 긴급한 질문입니다.'

STEREO B는 2007년 2월 25일 달이 태양을 가로질러 통과하는 이 이미지를 캡처했습니다.

STEREO B는 2007년 2월 25일 달이 태양을 가로질러 통과하는 이 이미지를 캡처했습니다.(이미지 제공: NASA)

통제 불능의 회전

2년 간의 임무를 위해 제작된 STEREO는 태양이 두 우주선이 지구와 지속적으로 접촉하는 것을 차단하도록 설계되지 않았지만 STEREO의 성공으로 NASA는 어쨌든 임무를 연장할 수 있었습니다. 연장된 임무는 우주선이 지구와 통신하지 않고 각각 3개월을 보내야 한다는 것을 의미하기 때문에 위험한 결정이었습니다.

엔지니어들은 2014년 STEREO B의 침묵을 위해 준비하면서 우주선과 잠시 연락이 끊겼습니다. 재부팅되면 결국 잃어버린 희미한 신호 만 보낼 수 있습니다.

우주선의 회전 여부와 속도를 알려주는 IMU(관성 측정 장치)가 실패한 것으로 보이며 우주선이 회전 중이라고 잘못 알려주고 있었습니다. 결과 수정 시도는 태양 전지판을 어둡게 만들고 배터리는 간헐적으로만 충전했습니다.

2016년 8월 STEREO B와의 통신이 잠시 재개되었습니다. STEREO 팀은 우주선의 상태와 복구 방법에 대해 자세히 알아보기 위해 노력했지만 우주선의 제어되지 않은 방향으로 인해 데이터 송수신이 어려워지고 다시 연락이 두절되었습니다. 2018년 NASA는 주기적인 복구 작업을 종료했습니다.

2019년에 STEREO B는 NASA의 허블 우주 망원경으로 촬영할 수 있을 만큼 태양에서 충분히 멀리 떨어져 있어야 합니다. 이 데이터는 엔지니어가 STEREO B의 회전 속도를 파악하는 데 도움이 됩니다. 우주선은 또한 지구에 가까워지고 있습니다. 우리의 행성은 2023년에 STEREO B를 랩핑할 것이며, 이는 회복을 더 쉽게 할 수 있습니다. 그러나 그때까지 STEREO B는 묵묵부답입니다.

스테레오 A의 운명

STEREO B가 태양 뒤를 통과하기 전과 통과하는 동안 고군분투하는 동안 STEREO A는 2015년에 하늘을 나는 색으로 항해했습니다. STEREO 팀에 따르면 STEREO A의 망원경은 계속해서 정상적으로 작동합니다.

'STEREO의 현재 임무 확장은 단 하나의 우주선을 사용하는 것을 기반으로 했으므로 STEREO B에 무슨 일이 일어나든 STEREO 임무는 향후 몇 년 동안 강력한 태양 연구를 제공할 것'이라고 팀은 STEREO B에 말했습니다. 상태 업데이트 페이지 .

STEREO A는 파트너 우주선의 손실에도 불구하고 태양에 대한 발견을 계속했습니다.

2015년 연구원들은 STEREO A 우주선을 사용하여 우주에서 한 번도 본 적 없는 폭발파를 발견했습니다. 태양의 대기 . 대규모 파동은 가벼운 종류의 불활성 헬륨 가스인 헬륨-3가 풍부한 에너지 입자 방출을 동반합니다. SDO의 관측과 함께 태양에서 발견된 파도는 우주 기상 예측에 대한 새로운 통찰력을 제공했습니다.

추가 리소스: