ستيريو

مرصد العلاقات الشمسية الأرضية ( STEREO ) هو مهمة لرصد الشمس . ^{[ 2 ]} أُطلق مركبتان فضائيتان متطابقتان تقريبًا ( STEREO-A و STEREO-B ) في عام 2006 إلى مدارات حول الشمس، مما أدى إلى ابتعاد إحداهما تدريجيًا عن الأرض والأخرى إلى ابتعادها عنها تدريجيًا. وقد مكّن هذا من تصوير الشمس والظواهر الشمسية، مثل الانبعاثات الكتلية الإكليلية ، بتقنية التصوير المجسم .

انقطع الاتصال مع القمر الصناعي STEREO-B في عام 2014 بعد دخوله في دوران غير منضبط، مما منع ألواحه الشمسية من توليد طاقة كافية. استؤنف الاتصال لفترة وجيزة في عام 2016 قبل أن ينقطع مجدداً، ثم أُعلن عن فقدانه نهائياً.

رسم متحرك لمسار ستيريو

حول الشمس

بالنسبة للشمس والأرض

  ستيريو-أ

  ستيريو-ب الأرض  

  شمس

أُطلقت مركبتي STEREO الفضائيتين في تمام  الساعة 00:52 بالتوقيت العالمي المنسق (UTC) يوم 26 أكتوبر/تشرين الأول 2006، من منصة الإطلاق 17B في قاعدة كيب كانافيرال الجوية بولاية فلوريدا، على متن صاروخ دلتا II 7925-10L، إلى مدارات إهليلجية عالية حول الأرض . وبلغت المركبة نقطة الأوج في مدارها حول القمر. وفي 15 ديسمبر/كانون الأول 2006، خلال الدورة الخامسة، اقتربت المركبتان من القمر للاستفادة من جاذبيته . ولأن مداري المركبتين كانا مختلفين قليلاً، فقد انطلقت المركبة "المتقدمة" (A) إلى مدار شمسي مركزي داخل مدار الأرض، بينما بقيت المركبة "الخلفية" (B) مؤقتًا في مدار أرضي مرتفع. وفي 21 يناير/كانون الثاني 2007، التقت المركبة B بالقمر مرة أخرى في نفس الدورة المدارية، وانطلقت من مدار الأرض في الاتجاه المعاكس للمركبة A. ودخلت المركبة B مدارًا شمسيًا مركزيًا خارج مدار الأرض. استغرقت المركبة الفضائية "أ" 347 يومًا لإكمال دورة كاملة حول الشمس، بينما استغرقت المركبة الفضائية "ب" 387 يومًا. ستزداد زاوية المركبة "أ" بالنسبة للشمس والأرض بمقدار 21.650 درجة سنويًا، بينما ستتغير زاوية المركبة "ب" بالنسبة للشمس والأرض بمقدار -21.999 درجة سنويًا. وبما أن طول مدار الأرض يبلغ حوالي 940 مليون كيلومتر، فإن متوسط ​​سرعة كلتا المركبتين، في إطار مرجعي جيومركزي دوار حيث تكون الشمس دائمًا في نفس الاتجاه، يبلغ حوالي 1.8 كيلومتر/ثانية، إلا أن هذه السرعة تتفاوت بشكل كبير تبعًا لمدى قربهما من نقطتي الأوج والحضيض الشمسي (وكذلك تبعًا لموقع الأرض). يُظهر الشكل مواقعهما الحالية .   

بمرور الوقت، استمرت مركبتي STEREO الفضائيتين في التباعد عن بعضهما بمعدل إجمالي يبلغ حوالي 44 درجة سنويًا. لم تُحدد مواقع نهائية للمركبتين. وصلتا إلى مسافة 90 درجة بينهما في 24 يناير 2009، وهي حالة تُعرف بالتربيع . كان هذا الأمر ذا أهمية بالغة لأن الانبعاثات الكتلية التي رُصدت من جانب حافة الشمس بواسطة إحدى المركبتين يُمكن رصدها من خلال تجارب الجسيمات الموضعية التي تُجريها المركبة الأخرى. أثناء مرورهما بنقطتي لاغرانج L4 و _L5 للأرض في أواخر عام 2009، بحثتا عن كويكبات لاغرانجية (طروادة) . في 6 فبراير 2011، كانت المركبتان _على بُعد 180 درجة بالضبط عن بعضهما، مما أتاح رؤية الشمس بأكملها في آن واحد لأول مرة. ^{[ 3 ]}

حتى مع ازدياد زاوية الرؤية، فإن إضافة رؤية من الأرض، مثلاً من مرصد ديناميكا الشمس ، وفرت رصداً كاملاً للشمس لعدة سنوات. في عام ٢٠١٥، انقطع الاتصال لعدة أشهر عندما مرت المركبة الفضائية STEREO خلف الشمس. ثم بدأت بالاقتراب من الأرض مجدداً، وكان أقرب اقتراب لها في أغسطس ٢٠٢٣. ولن تُعاد إلى مدار الأرض. ^{[ ٤ ]}

كانت الفائدة الرئيسية للمهمة هي الحصول على صور مجسمة للشمس. ولأن الأقمار الصناعية تتواجد في نقاط مختلفة على طول مدار الأرض، ولكنها بعيدة عنها، فإنها تستطيع تصوير أجزاء من الشمس لا يمكن رؤيتها من الأرض. وهذا يسمح لعلماء ناسا بمراقبة الجانب البعيد من الشمس مباشرةً، بدلاً من استنتاج النشاط على هذا الجانب من البيانات التي يمكن الحصول عليها من رؤية الأرض للشمس. وتراقب أقمار STEREO الصناعية بشكل أساسي الجانب البعيد من الشمس بحثًا عن الانبعاثات الكتلية الإكليلية  - وهي عبارة عن دفعات هائلة من الرياح الشمسية والبلازما الشمسية والمجالات المغناطيسية التي تُقذف أحيانًا إلى الفضاء. ^{[ 10 ]}

بما أن الإشعاع الناتج عن الانبعاثات الكتلية الإكليلية (CMEs) يُمكن أن يُعطّل الاتصالات الأرضية، وشركات الطيران، وشبكات الطاقة، والأقمار الصناعية، فإن التنبؤ الدقيق بهذه الانبعاثات يُمكن أن يُوفّر إنذارًا مُبكرًا لمُشغّلي هذه الخدمات. ^{[ 10 ]} قبل مهمة STEREO، كان رصد البقع الشمسية المُصاحبة للانبعاثات الكتلية الإكليلية على الجانب البعيد من الشمس مُمكنًا فقط باستخدام علم الزلازل الشمسية ، الذي يُوفّر خرائط منخفضة الدقة فقط للنشاط على هذا الجانب. ولأن الشمس تدور كل 25  يومًا، كانت تفاصيل الجانب البعيد غير مرئية للأرض لأيام مُتتالية قبل مهمة STEREO. وكانت فترة اختفاء الجانب البعيد من الشمس سابقًا سببًا رئيسيًا لإطلاق مهمة STEREO. ^{[ 11 ]}

توقعت مادهوليكا جوهاثاكورتا، عالمة برنامج STEREO، "تقدماً كبيراً" في الفيزياء الشمسية النظرية والتنبؤ بالطقس الفضائي مع ظهور إمكانية رصد الشمس بزاوية 360 درجة بشكل مستمر. ^{[ 12 ]} تُدمج ملاحظات STEREO في توقعات النشاط الشمسي لشركات الطيران وشركات الطاقة ومشغلي الأقمار الصناعية وغيرهم. ^{[ 13 ]}

استُخدم تلسكوب STEREO أيضًا لاكتشاف 122 نظامًا ثنائيًا كسوفيًا ودراسة مئات النجوم المتغيرة الأخرى . ^{[ 14 ]} يستطيع STEREO رصد النجم نفسه لمدة تصل إلى 20 يومًا. ^{[ 14 ]}

في 23 يوليو/تموز 2012، كان مرصد STEREO-A في مسار انبعاث كتلي إكليلي من فئة كارينغتون، والذي رافق العاصفة الشمسية لعام 2012. ^{[ 15 ]} وتشير التقديرات إلى أنه لو اصطدم هذا الانبعاث الكتلي الإكليلي بالغلاف المغناطيسي للأرض، لكان قد تسبب في عاصفة مغناطيسية أرضية مماثلة في قوتها لعاصفة كارينغتون ، وهي أقوى عاصفة مغناطيسية أرضية مسجلة في التاريخ. ^{[ 16 ]} وقد تمكنت أجهزة مرصد STEREO-A من جمع ونقل كمية كبيرة من البيانات حول هذا الحدث دون أن تتعرض لأي ضرر.

تحمل كل مركبة فضائية كاميرات وتجارب جسيمات وأجهزة كشف راديوية في أربع حزم أدوات:

• يضم مشروع "التواصل بين الشمس والأرض: دراسة الإكليل الشمسي والغلاف الشمسي" (SECCHI) خمس كاميرات: كاميرا تصوير بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUVI) وكاميراتا تصوير إكليل شمسيتان تعملان بالضوء الأبيض (COR1 وCOR2). تُعرف هذه التلسكوبات الثلاثة مجتمعةً باسم "حزمة الأدوات الشمسية المركزية" (SCIP). وهي تُصوّر قرص الشمس والإكليل الشمسي الداخلي والخارجي . كما يوجد تلسكوبان إضافيان، هما كاميرا تصوير الغلاف الشمسي (HI1 وHI2)، تُصوّران الفضاء بين الشمس والأرض. يهدف مشروع SECCHI إلى دراسة التطور ثلاثي الأبعاد للانبعاثات الكتلية الإكليلية خلال رحلتها الكاملة من سطح الشمس عبر الإكليل الشمسي والوسط بين الكواكب وصولًا إلى اصطدامها بالأرض. ^{[ 17 ] [ 18 ]} وكان الباحث الرئيسي في مشروع SECCHI هو راسل هوارد.
• مشروع القياسات الموضعية للجسيمات والظواهر العابرة للانبعاثات الكتلية الإكليلية (IMPACT) ، لدراسة الجسيمات عالية الطاقة ، والتوزيع ثلاثي الأبعاد لإلكترونات الرياح الشمسية، والمجال المغناطيسي بين الكواكب. ^{[ 17 ] [ 19 ]} وكانت جانيت لومان الباحثة الرئيسية في مشروع IMPACT.
• مشروع PLAsma and SupraThermal Ion Composition (PLASTIC) ، بقيادة أنطوانيت جالفين ، لدراسة خصائص البلازما للبروتونات وجسيمات ألفا والأيونات الثقيلة . ^{[ 17 ]}
• STEREO/WAVES (SWAVES) هو جهاز لتتبع النبضات الراديوية لدراسة الاضطرابات الراديوية التي تنتقل من الشمس إلى مدار الأرض. ^{[ 17 ]} كان جان لويس بوغيريه الباحث الرئيسي في مشروع SWAVES، بمشاركة الباحث مايكل كايزر.

كانت الكتلة الجافة لكل مركبة فضائية من مركبات STEREO تبلغ 547 كجم (1206 رطلًا) ، وكتلة الإطلاق 619 كجم (1364 رطلًا) . في وضعها المطوي، كان طول كل مركبة وعرضها وارتفاعها 2.0 × 1.2 × 1.1 متر (6.67 × 4.00 × 3.75 قدمًا) . عند نشر الألواح الشمسية، ازداد عرضها إلى 6.5 متر (21.24 قدمًا) . ^{[ 20 ] [ 21 ]} ومع نشر جميع أذرع الأجهزة والهوائيات، أصبحت أبعادها 7.5 × 8.7 × 5.9 متر (24.5 × 28.6 × 19.2 قدمًا) . ^{[ 22 ]} يمكن للألواح الشمسية إنتاج طاقة متوسطة تبلغ 596 واط، وتستهلك المركبة الفضائية طاقة متوسطة تبلغ 475 واط. ^{[ 20 ] [ 21 ]}                            

تُثبَّت مركبات STEREO الفضائية على ثلاثة محاور، وتحتوي كل مركبة على وحدة قياس بالقصور الذاتي مصغرة (MIMU) أساسية واحتياطية من إنتاج شركة هانيويل . ^{[ 23 ]} تقيس هذه الوحدات التغيرات في وضعية المركبة الفضائية، وتحتوي كل وحدة MIMU على ثلاثة جيروسكوبات ليزرية حلقية لرصد التغيرات الزاوية. كما يُوفّر جهاز تتبع النجوم وتلسكوب SECCHI التوجيهي معلومات إضافية عن الوضعية. ^{[ 24 ]}

تعتمد أنظمة الحاسوب الموجودة على متن مركبة STEREO على وحدة الإلكترونيات المتكاملة (IEM)، وهي جهاز يجمع إلكترونيات الطيران الأساسية في وحدة واحدة. تحمل كل مركبة فضائية ذات سلسلة واحدة معالجين مركزيين، أحدهما للأوامر ومعالجة البيانات، والآخر للتوجيه والتحكم. كلاهما معالجان من نوع IBM RAD6000 بتردد 25 ميجاهرتز ، مقاومان للإشعاع ، ويعتمدان على معالجات POWER1 (الجيل السابق لشريحة PowerPC الموجودة في أجهزة ماكنتوش القديمة ). تُعد هذه الحواسيب، التي تُعتبر بطيئة بمعايير الحواسيب الشخصية الحالية ، نموذجية لمتطلبات الإشعاع اللازمة لمهمة STEREO.

تُوفر شركة STEREO أيضًا معالجات Actel FPGA التي تستخدم نظام التكرار الثلاثي المعياري لمقاومة الإشعاع. تحتوي هذه المعالجات على معالجات P24 MISC وCPU24 الدقيقة البرمجية . ^{[ 25 ]}

لتخزين البيانات، تحمل كل مركبة فضائية مسجلاً إلكترونياً بسعة تصل إلى 1 غيغابايت . يقوم معالجها الرئيسي بجمع وتخزين الصور والبيانات الأخرى من أجهزة مسبار STEREO، والتي يمكن إرسالها بعد ذلك إلى الأرض. تتمتع المركبات الفضائية بقدرة نقل بيانات في نطاق X تتراوح بين 427 و750 كيلوبت/ثانية . ^{[ 20 ] [ 21 ]}  

• 
  مجسات ستيريو مكدسة في شركة أستروتك في فلوريدا ، 11 أغسطس 2006
• 
  إطلاق مجسات STEREO على متن صاروخ دلتا 2 في 26 أكتوبر 2006
• 
  إحدى الصور الأولى للشمس التي التقطتها كاميرا ستيريو في 4 ديسمبر 2006
• صورةٌ لعبور القمر أمام الشمس، التُقطت أثناء معايرة كاميرات التصوير فوق البنفسجي التابعة للمسبار STEREO-B. يبدو القمر أصغر بكثير مما يبدو عليه من الأرض، لأن المسافة بين المركبة الفضائية والقمر كانت أكبر بعدة مرات من المسافة بين الأرض والقمر. ٢٥ فبراير ٢٠٠٧
• 
  القطب الجنوبي للشمس. يمكن رؤية مواد تنفجر من الشمس في الجانب السفلي الأيمن من الصورة. مارس 2007
• 
  صورة ثلاثية الأبعاد مجسمة التقطتها STEREO في مارس 2007. يوصى باستخدام نظارات ثلاثية الأبعاد حمراء سماوية لعرض هذه الصورة بشكل صحيح.
• 
  صورة ثلاثية الأبعاد لتذبذب الزمان والمكان التقطها جهاز STEREO في مارس 2007
• 
  كوكب المشتري كما رآه القمر الصناعي STEREO-A HI1 في 23 نوفمبر 2008
• 
  الجانب البعيد من الشمس بالكامل تقريبًا ، 2 فبراير 2011
• 
  صورة لسطح الشمس بالكامل تقريبًا، تم التقاطها بالأشعة فوق البنفسجية القصوى عند 19.5  نانومتر، مع خطوط بيضاء توضح الإحداثيات الشمسية (0° تعني الاتجاه المباشر نحو الأرض) 10 فبراير 2011
• بيانات كاملة عن الشمس من أقمار STEREO الصناعية ، 13-14 فبراير 2011
• بمناسبة الذكرى العاشرة لمشروع STEREO، يقدم نائب عالم المشروع تيري كوتشيرا لمحة عامة عن أهم 5 قصص نجاح للمهمة.

• برنامج Advanced Composition Explorer (ACE)، الذي تم إطلاقه عام 1997، لا يزال يعمل حتى عام 2026.
• الفيزياء الشمسية
• برنامج "العيش مع نجم" (برنامج ناسا)، لا يزال مستمراً حتى عام 2026.
  • مرصد ديناميكيات الشمس (SDO)، الذي تم إطلاقه عام 2010.
  • تم إطلاق مسبار باركر الشمسي في أغسطس 2018.
• مرصد الشمس والغلاف الشمسي (SOHO)، الذي تم إطلاقه عام 1995، لا يزال يقوم بالرصد حتى عام 2026.
• تم إطلاق المركبة الفضائية سولار أوربيتر (SolO) في فبراير 2020.
• تم إطلاق TRACE عام 1998.
• يوليسيس ، مركبة فضائية أُطلقت عام 1990.
• مركبة ويند الفضائية، التي أُطلقت عام 1994، لا تزال تعمل حتى عام 2026.
• زونيفيرس - مراقبة العواصف الشمسية

• موقع ستيريو الإلكتروني من مركز غودارد لرحلات الفضاء
• موقع STEREO الإلكتروني من مختبر الفيزياء التطبيقية
• مركز العلوم المجسمة التابع لوكالة ناسا
• مواقع الأجهزة
  • موقع SECCHI الإلكتروني التابع لمختبر الأبحاث البحرية
  • جهاز تصوير الغلاف الشمسي من مختبر روثرفورد أبليتون
• المذنبات
  • إزالة ذيل المذنب إنكي بفعل انبعاث كتلي إكليلي. مؤرشف بتاريخ 15 مايو 2017 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) بواسطة Science@NASA
  • ستيريو/سيتشي: المذنبات: السنوات الخمس الأولى من مشروع صنغريزر