مرصد ديناميكيات الشمس

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 11 صور
الموسوعة الحرة

ساعدت الصور التفصيلية التي سجلها مرصد ديناميكا الشمس (SDO) في الفترة 2011-2012 العلماء على اكتشاف أسرار جديدة حول الشمس.

مرصد ديناميكا الشمس ( SDO ) هو مهمة تابعة لوكالة ناسا تقوم برصد الشمس منذ عام 2010. [ 4 ] تم إطلاق المرصد في 11 فبراير 2010، وهو جزء من برنامج العيش مع نجم (LWS). [ 5 ]

يهدف برنامج LWS إلى تطوير الفهم العلمي اللازم لمعالجة جوانب نظام الشمس والأرض المترابطة التي تؤثر بشكل مباشر على الحياة على الأرض ومجتمعها. ويهدف مرصد ديناميكا الشمس (SDO) إلى فهم تأثير الشمس على الأرض والفضاء القريب منها من خلال دراسة الغلاف الجوي الشمسي على نطاقات مكانية وزمنية صغيرة، وبأطوال موجية متعددة في آن واحد. وقد دأب مرصد ديناميكا الشمس على دراسة كيفية توليد المجال المغناطيسي للشمس وبنيته، وكيفية تحويل هذه الطاقة المغناطيسية المخزنة وإطلاقها في الغلاف الشمسي والفضاء الأرضي على شكل رياح شمسية ، وجسيمات عالية الطاقة، وتغيرات في الإشعاع الشمسي . [ 6 ]

عام

يغطي هذا التصور نفس الفترة الزمنية البالغة 17 ساعة على كامل نطاق الطول الموجي لـ SDO.

طُوِّرت المركبة الفضائية SDO في مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في غرينبيلت، ميريلاند ، وأُطلقت في 11 فبراير 2010 من قاعدة كيب كانافيرال الجوية . استمرت المهمة الأساسية خمس سنوات وثلاثة أشهر، مع توقع أن تدوم المواد الاستهلاكية عشر سنوات على الأقل. [ 7 ] يعتبر البعض SDO مهمةً لاحقةً لمرصد الشمس والغلاف الشمسي (SOHO). [ 8 ]

SDO عبارة عن مركبة فضائية مستقرة ثلاثية المحاور ، مزودة بمجموعتين من الألواح الشمسية وهوائيين عاليي الكسب، في مدار متزامن مع الأرض مائل .

تتضمن المركبة الفضائية ثلاثة أجهزة:

تُتاح البيانات التي يتم جمعها بواسطة المركبة في أسرع وقت ممكن بعد استلامها. [ 9 ]

مهمة موسعة

اعتبارًا من فبراير 2020، من المتوقع أن يظل مرصد ديناميكا الشمس (SDO) يعمل حتى عام 2030. [ 10 ] في أغسطس 2025، كشفت وكالة ناسا وشركة آي بي إم عن النموذج الأساسي لفيزياء الشمس (Surya Heliophysics Foundational Model)، وهو نموذج ذكاء اصطناعي تم تدريبه على بيانات رصد من مرصد ديناميكا الشمس (SDO) على مدى 9 سنوات. يمكن استخدام هذا النموذج لتوفير إنذارات مبكرة لمشغلي الأقمار الصناعية، ويساعد العلماء على التنبؤ بكيفية تأثير الأشعة فوق البنفسجية الصادرة من الشمس على الغلاف الجوي العلوي للأرض. [ 11 ]

الآلات الموسيقية

جهاز التصوير المغناطيسي والزلزالي الشمسي (HMI)

مقارنة صور HMI Continuum مباشرة بعد الكسوف ، ثم بعد أن أعاد المستشعر تسخين نفسه.

يدرس جهاز التصوير المغناطيسي والزلزالي الشمسي (HMI)، الذي تقوده جامعة ستانفورد في ستانفورد، كاليفورنيا ، التغيرات الشمسية ويحدد خصائص باطن الشمس ومختلف مكونات النشاط المغناطيسي. يُجري HMI قياسات عالية الدقة للمجال المغناطيسي الطولي والمتجهي من خلال رصد قرص الشمس بالكامل، مع التركيز على تراكيز المعادن المختلفة فيه؛ حيث يمرر الضوء (الذي تتمركز تردداته المتنوعة حول خط فراونهوفر عند 617.3 نانومتر في الطيف الشمسي ) عبر خمسة أجهزة ترشيح، بما في ذلك مرشح ليوت ومقياسا تداخل مايكلسون، لإنشاء صور دوبلر ومخططات مغناطيسية بسرعة وبشكل متكرر . يُحسّن التركيز على كامل قرص الشمس ومقاييس المغناطيسية المتقدمة من قدرات جهاز التصوير المغناطيسي والزلزالي الشمسي (MDI) التابع لمرصد سوهو، والذي كان يقتصر تركيزه على خط الرؤية فقط مع بيانات مغناطيسية محدودة. [ 12 ] [ 13 ]

يُنتج جهاز HMI بيانات لتحديد المصادر والآليات الداخلية للتغيرات الشمسية، وكيفية ارتباط العمليات الفيزيائية داخل الشمس بالمجال المغناطيسي السطحي ونشاطه. كما يُنتج بيانات تُتيح تقدير المجال المغناطيسي الإكليلي لدراسات التغيرات في الغلاف الجوي الشمسي الممتد. ستُمكّن عمليات رصد HMI من تحديد العلاقات بين الديناميكيات الداخلية والنشاط المغناطيسي لفهم التغيرات الشمسية وآثارها. [ 14 ]

تجربة التغيرات الشديدة في الأشعة فوق البنفسجية (EVE)

يقيس مشروع قياس التغيرات في الأشعة فوق البنفسجية القصوى (EVE) شدة إشعاع الشمس بالأشعة فوق البنفسجية القصوى بدقة طيفية محسّنة ، وتواتر زمني أسرع، ودقة أعلى، ووضوح أكبر مقارنةً بالقياسات السابقة التي أجرتها أجهزة TIMED SEE و SOHO و SORCE XPS . من المتطلبات الأساسية لمشروع EVE قياس طيف إشعاع الأشعة فوق البنفسجية القصوى الشمسية بدقة طيفية تبلغ 0.1 نانومتر وتواتر زمني قدره 20 ثانية. وقد دفعت هذه المتطلبات تصميم مشروع EVE إلى تضمين مطيافات محززة مزودة بكواشف مصفوفة، بحيث يمكن قياس جميع أطوال موجات الأشعة فوق البنفسجية القصوى في آنٍ واحد. ويعتمد الجهاز على نماذج فيزيائية لتعزيز الفهم العلمي للعلاقة بين تغيرات الأشعة فوق البنفسجية القصوى الشمسية والتغيرات المغناطيسية في الشمس. [ 15 ]

يُعدّ انبعاث الفوتونات فوق البنفسجية الشديدة الطاقة من الشمس هو المصدر الرئيسي لتسخين الغلاف الجوي العلوي للأرض وتكوين طبقة الأيونوسفير . ويشهد انبعاث إشعاع الأشعة فوق البنفسجية الشديدة من الشمس تغيرات مستمرة، سواءً من لحظة لأخرى أو على مدار الدورة الشمسية التي تستغرق 11 عامًا ، ومن المهم فهم هذه التغيرات لأنها تؤثر بشكل كبير على تسخين الغلاف الجوي ، ومقاومة الأقمار الصناعية ، وتدهور أنظمة الاتصالات ، بما في ذلك تعطيل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) . [ 16 ]

تم بناء حزمة أدوات EVE بواسطة مختبر فيزياء الغلاف الجوي والفضاء (LASP) التابع لجامعة كولورادو بولدر ، بقيادة الدكتور توم وودز ، [ 7 ] وتم تسليمها إلى مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في 7 سبتمبر 2007. [ 17 ] توفر الأداة تحسينات تصل إلى 70% في قياسات الدقة الطيفية في الأطوال الموجية الأقل من 30 نانومتر، وتحسينًا بنسبة 30% في وتيرة القياس من خلال أخذ القياسات كل 10 ثوانٍ على مدار دورة تشغيل كاملة . [ 16 ] 

تجميع التصوير الجوي (AIA)

يوفر جهاز التصوير الجوي (AIA)، بقيادة مختبر لوكهيد مارتن للفيزياء الشمسية والفيزياء الفلكية (LMSAL)، رصدًا متواصلًا لكامل قرص الشمس للغلاف اللوني والهالة الشمسية في سبع قنوات للأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV)، تغطي نطاقًا حراريًا يتراوح من حوالي 20,000 كلفن إلى ما يزيد عن 20 مليون كلفن. ويتيح معدل التقاط الصور كل 12 ثانية، بدقة 4096 × 4096 بكسل وبمعدل 0.6 ثانية قوسية/بكسل، رؤية غير مسبوقة لمختلف الظواهر التي تحدث داخل الغلاف الجوي الخارجي للشمس المتطور.

يقود مختبر LMSAL البحث العلمي الخاص بمشروع AIA، وهو المسؤول أيضًا عن تشغيل الجهاز، ويدير - بالاشتراك مع جامعة ستانفورد - مركز العمليات العلمية المشترك الذي يُقدّم جميع البيانات للمجتمع العلمي العالمي، بالإضافة إلى عامة الجمهور. وقد صمّم مختبر LMSAL الجهاز بالكامل وقاد عملية تطويره ودمجه. أما التلسكوبات الأربعة التي تُزوّد ​​الجهاز بالضوء، فقد صُمّمت وبُنيت في مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية (SAO). [ 18 ] ومنذ بدء تشغيله في 1 مايو 2010، حقق مشروع AIA نجاحًا باهرًا بجودة صور غير مسبوقة في نطاق الأشعة فوق البنفسجية القصوى.

قناة الطول الموجي AIAالمصدر [ 19 ]منطقة الغلاف الجوي الشمسيدرجة الحرارة المميزة
الضوء الأبيض (450 نانومتر )سلسلة متصلةالغلاف الضوئي5000 كلفن
170 نانومترسلسلة متصلةالحد الأدنى لدرجة الحرارة، الغلاف الضوئي5000 كلفن
160 نانومترج 4 + سلسلة متصلةالمنطقة الانتقالية والغلاف الضوئي العلوي100,000 و 5,000 كيلوجول
33.5 نانومترFe XVIمنطقة نشطة كورونا2.5 مليون ألف
30.4 نانومترهو الثانيالغلاف اللوني والمنطقة الانتقالية50,000 كيلوجول
21.1 نانومترFe XIVمنطقة نشطة كورونامليونا ألف
19.3 نانومترFe XII, XXIVهالة وبلازما اللهب الساخن1.2 مليون و 20 مليون ألف
17.1 نانومترFe IXهالة هادئة ، منطقة انتقالية علوية630,000 كلفن
13.1 نانومترFe VIII, XX, XXIIIمناطق التوهج400 ألف، و10 ملايين، و16 مليون ألف
9.4 نانومترFe XVIIIمناطق التوهج6.3 مليون ألف

Photographs of the Sun in these various regions of the spectrum can be seen at NASA's SDO Data website.[20] Images and movies of the Sun seen on any day of the mission, including within the last half-hour, can be found at The Sun Today.

Communications

SDO down-links science data (K-band) from its two onboard high-gain antennas, and telemetry (S-band) from its two onboard omnidirectional antennas. The ground station consists of two dedicated (redundant) 18-meter radio antennas in White Sands Missile Range, New Mexico, constructed specifically for SDO. Mission controllers operate the spacecraft remotely from the Mission Operations Center at NASAGoddard Space Flight Center. The combined data rate is about 130 Mbit/s (150 Mbit/s with overhead, or 300 Msymbols/s with rate 1/2 convolutional encoding), and the craft generates approximately 1.5 Terabytes of data per day (equivalent to downloading around 500,000 songs).[7]

Launch

AttemptPlannedResultTurnaroundReasonDecision pointWeather go (%)Notes
110 Feb 2010, 3:26:00 pmScrubbed—Weather (high winds) [21]10 Feb 2010, 4:22 pm ​(T-3:59, immediately after T-4:00 hold)40% [22]window 10:26 to 11:26 EST, attempts made at 10:26, 10:56 and 11:26 EST
211 Feb 2010, 3:23:00 pmSuccess0 days 23 hours 57 minutes60% [22]Window: 10:23 to 11:23 EST

NASA's Launch Services Program at Kennedy Space Center managed the payload integration and launch.[23] The SDO launched from Cape Canaveral Space Launch Complex 41 (SLC-41), utilizing an Atlas V-401 rocket with a RD-180 powered Common Core Booster, which has been developed to meet the Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV) program requirements.[24]

Sun dog phenomenon: Moments after launch, SDO's Atlas V rocket penetrated a cirrus cloud which created visible shock waves in the sky and destroyed the alignment of ice crystals that were forming a sun dog visible to onlookers.[25]

بعد الإطلاق، تم نشر المركبة الفضائية من صاروخ أطلس 5 في مدار حول الأرض بنقطة حضيض أولية تبلغ حوالي 2500 كيلومتر (1600 ميل) . [ 26 ]  

الانتقال إلى المدار النهائي

عرض متحرك لمسار مرصد ديناميكا الشمس من 11 فبراير 2010 إلى 11 أبريل 2010، مرصد ديناميكا الشمس · الأرض     

ثم خضع مرصد ديناميكا الشمس (SDO) لسلسلة من مناورات رفع المدار على مدى بضعة أسابيع، والتي عدّلت مداره حتى وصل إلى مداره الدائري المتزامن مع الأرض المخطط له على ارتفاع 35,789 كيلومترًا ( 22,238 ميلًا) ، عند خط طول 102 درجة غربًا ، وبميل 28.5 درجة. [ 26 ] وقد تم اختيار هذا المدار للسماح بالاتصالات على مدار الساعة من وإلى المحطة الأرضية الثابتة ، ولتقليل كسوف الشمس إلى حوالي ساعة واحدة يوميًا لبضعة أسابيع فقط في السنة.  

تميمة البعثة - كاميلا

كاميلا كورونا هي دجاجة مطاطية ، وهي التميمة الرسمية لمهمة مرصد ديناميكا الشمس (SDO). وهي جزء من فريق التوعية والتثقيف الجماهيري ، وتساعد في مهام متنوعة لتثقيف الجمهور، وخاصة الأطفال، حول مهمة المرصد، وحقائق عن الشمس والطقس الفضائي . [ 27 ] كما تُسهم كاميلا في نشر المعلومات للجمهور حول مهام ناسا الأخرى والمشاريع الفضائية. وتستخدم كاميلا كورونا التابعة لمرصد ديناميكا الشمس وسائل التواصل الاجتماعي للتفاعل مع المعجبين.

طوابع بريدية

طوابع بريدية دائمة صادرة عن خدمة البريد الأمريكية تحمل صور الشمس

في عام 2021، أصدرت خدمة البريد الأمريكية سلسلة من الطوابع الدائمة باستخدام صور للشمس التقطها مرصد ديناميكيات الشمس. [ 28 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "SDO عيننا على الشمس" (ملف PDF) . ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 فبراير 2010 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  2. ↑ دين بيسنيل؛ كيفن أديسون (5 فبراير 2010). "مرصد ديناميكا الشمس: مواصفات SDO" . ناسا. مؤرشف من الأصل في 30 يناير 2010. تم الاطلاع عليه في 13 فبراير 2010 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  3. ↑ "SDO 2010-005A" . N2YO. 24 يناير 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 يناير 2015 .
  4. ↑ بوركلاند، كريستين ل.؛ ليو، كو-تشيا (25 يوليو 2011). التحقق من خوارزمية توجيه هوائي مرصد ديناميكيات الشمس عالي الكسب باستخدام بيانات الرحلة (تقرير). المعهد الأمريكي للملاحة الجوية والفضائية. hdl : 2060/20110015278 .
  5. ↑ جاستن راي. "مركز حالة المهمة: أطلس 5 SDO" . سبيس فلايت ناو . تم الاسترجاع في 13 فبراير 2010 .
  6. ↑ دين بيسنيل؛ كيفن أديسون (5 فبراير 2010). "مرصد ديناميكا الشمس: حول مهمة مرصد ديناميكا الشمس" . ناسا. مؤرشف من الأصل في 30 يونيو 2007. تم الاطلاع عليه في 13 فبراير 2010 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  7. 1 2 3 "مرصد ديناميكيات الشمس - عيننا على السماء" (ملف PDF) . ناسا. 1 فبراير 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 فبراير 2010 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  8. ↑ "الصفحة الرئيسية لمرصد الشمس والغلاف الشمسي" . ناسا/وكالة الفضاء الأوروبية. 9 فبراير 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 فبراير 2010 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  9. ↑ "مرصد ديناميكيات الشمس - استكشاف الشمس بدقة عالية" (ملف PDF) . وكالة ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 فبراير 2010 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  10. ↑ جونسون-غروه، مارا (11 فبراير 2020). "عشرة أشياء تعلمناها عن الشمس من مرصد ديناميكا الشمس التابع لناسا خلال هذا العقد" . ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 مارس 2020 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  11. ↑ "نموذج الذكاء الاصطناعي الجديد والمثير من ناسا وآي بي إم يكشف أسرار الشمس - علوم ناسا" . 20 أغسطس 2025. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 أغسطس 2025 .
  12. ↑ دين بيسنيل؛ كيفن أديسون (5 فبراير 2010). "مرصد ديناميكا الشمس: أجهزة SDO" . ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 فبراير 2010 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  13. ↑ "جهاز التصوير الزلزالي والمغناطيسي الشمسي لمرصد ديناميكا الشمس" . جهاز التصوير الزلزالي والمغناطيسي الشمسي لمرصد ديناميكا الشمس . 4 مارس 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 نوفمبر 2023 .
  14. ↑ مجموعة أبحاث الفيزياء الشمسية. "دراسة التصوير الزلزالي والمغناطيسي الشمسي" . جامعة ستانفورد . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 فبراير 2010 .
  15. ↑ "تجربة SDO – EVE - تجربة التغيرات الشديدة في الأشعة فوق البنفسجية" . مختبر فيزياء الغلاف الجوي والفضاء (LASP). 27 مايو 2010. مؤرشف من الأصل في 16 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه في 12 مارس 2020 .
  16. وودز ، توم ( 12 سبتمبر 2007). "تجربة التغيرات الشديدة في الأشعة فوق البنفسجية (EVE) على مرصد ديناميكا الشمس (SDO) | تشبيه لكيفية تحسين قياسات SDO EVE لإشعاع الأشعة فوق البنفسجية الشمسية بشكل كبير" (ملف PDF) . مختبر فيزياء الغلاف الجوي والفضاء (LASP). مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 16 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه في 22 سبتمبر 2011 .
  17. ↑ راني غران (7 سبتمبر 2009). "وصول أول جهاز من أجهزة مرصد ديناميكا الشمس (SDO) إلى مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا" . ناسا. مؤرشف من الأصل في 2 مارس 2010. تم الاطلاع عليه في 17 فبراير 2010 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  18. ↑ "مجموعة التصوير الجوي AIA" . شركة لوكهيد مارتن. 3 فبراير 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 فبراير 2010 .
  19. ↑ "مجموعة التصوير الجوي - أوصاف وأدلة الأجهزة والبيانات وحزم البرامج" . شركة لوكهيد مارتن . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 يونيو 2012 .
  20. ↑ "مرصد ديناميكيات الشمس" . مركز غودارد لرحلات الفضاء . ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 مارس 2020 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  21. ↑ دان، مارسيا. "رياح عاتية تؤخر إطلاق ناسا لمرصد شمسي" . وكالة أسوشيتد برس. مؤرشف من الأصل في 19 فبراير 2010. تم الاطلاع عليه في 10 فبراير 2010 .
  22. 1 2 "AFD-070716-027" (ملف PDF) . القوات الجوية الأمريكية، السرب الجوي الخامس والأربعون. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 13 يونيو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 فبراير 2010 .
  23. ↑ "نظرة جديدة على الشمس" (بيان صحفي). ناسا. مؤرشف من الأصل في 19 يونيو 2010. تم الاطلاع عليه في 13 فبراير 2010 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  24. ↑ "برنامج خدمات إطلاق SDO" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 18 مارس 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 فبراير 2010 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  25. ↑ فيليبس، توني (11 فبراير 2011). "لغز الشُّوح الشمسي لمرصد ديناميكا الشمس" . ناسا. مؤرشف من الأصل في 12 نوفمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 13 مارس 2020 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  26. 1 2 ويلسون، جيم (11 فبراير 2010). "مرصد ديناميكيات الشمس" . تم الاسترجاع في 13 فبراير 2010 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  27. ↑ "مرصد ديناميكيات الشمس" . sdo.gsfc.nasa.gov . مؤرشف من الأصل في 19 أكتوبر 2011. تم الاطلاع عليه في 3 مايو 2018 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  28. ↑ «خدمة البريد الأمريكية ستصدر طوابع ناسا العلمية الدائمة عن الشمس» . ناسا. ١٥ يناير ٢٠٢١. تم الاطلاع عليه بتاريخ ١٩ يناير ٢٠٢١ .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .

الآلات الموسيقية