مرصد الشمس والغلاف الشمسي

مرصد الشمس والغلاف الشمسي ( SOHO ) مركبة فضائية تابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، بناها اتحاد صناعي أوروبي بقيادة شركة ماترا ماركوني سبيس (التي تُعرف الآن باسم إيرباص للدفاع والفضاء )، وأُطلقت على متن صاروخ لوكهيد مارتن أطلس IIAS في 2 ديسمبر 1995، لدراسة الشمس . وقد اكتشف المرصد أكثر من 5000 مذنب . ^{[ 2 ]} بدأ المرصد عملياته الاعتيادية في مايو 1996. وهو مشروع مشترك بين وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ووكالة ناسا . كان SOHO جزءًا من البرنامج الدولي لفيزياء الشمس والأرض (ISTP). كان من المخطط أصلاً أن تستمر مهمة SOHO لمدة عامين، إلا أنه لا يزال يعمل بعد 30 عامًا في الفضاء ؛ وقد مُدِّدت المهمة حتى عام 2029، رهناً بمراجعة وتأكيد لجنة البرنامج العلمي التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

إلى جانب مهمتها العلمية، تُعدّ SOHO مصدرًا رئيسيًا لبيانات شمسية شبه فورية تُستخدم في التنبؤ بالطقس الفضائي . وإلى جانب أقمار Aditya-L1 و Wind و Advanced Composition Explorer (ACE) وDESCOVR وغيرها، تُعتبر SOHO واحدة من خمس مركبات فضائية في محيط نقطة L1 بين الأرض والشمس ، وهي نقطة توازن جاذبي تقع على بُعد 0.99 وحدة فلكية تقريبًا من الشمس و0.01 وحدة فلكية من الأرض. وبالإضافة إلى إسهاماتها العلمية، تتميز SOHO بكونها أول مركبة فضائية ثلاثية المحاور تستخدم عجلاتها التفاعلية كنوع من الجيروسكوب الافتراضي ؛ وقد اعتُمدت هذه التقنية بعد حادث طارئ على متنها عام 1998 كاد أن يُودي بحياتها.

الأهداف العلمية الرئيسية الثلاثة لمرصد سوهو هي:

• دراسة الطبقة الخارجية للشمس، والتي تتكون من الغلاف اللوني ، والمنطقة الانتقالية ، والإكليل الشمسي . تُستخدم أجهزة CDS وEIT و LASCO وSUMER وSWAN وUVCS في هذا الاستشعار عن بُعد للغلاف الجوي الشمسي .
• إجراء ملاحظات على الرياح الشمسية والظواهر المرتبطة بها في محيط L _1. يتم استخدام CELIAS و COSTEP لإجراء ملاحظات " في الموقع " على الرياح الشمسية.
• استكشاف البنية الداخلية للشمس. تُستخدم GOLF وMDI وVIRGO في علم الزلازل الشمسية .

رسم متحرك لمسار سوهو

عرض قطبي

منظر استوائي

  الأرض · سوهو   

توجد المركبة الفضائية SOHO في مدار هالة حول نقطة L1 بين الشمس والأرض ، وهي النقطة الواقعة بين الأرض والشمس حيث يكون توازن جاذبية الشمس (الأكبر) وجاذبية الأرض (الأصغر) مساوياً للقوة المركزية اللازمة لكي يكون للجسم نفس الفترة المدارية في مداره حول الشمس مثل الأرض، مما يؤدي إلى بقاء الجسم في ذلك الموضع النسبي.

على الرغم من وصفها أحيانًا بأنها عند نقطة لاغرانج الأولى (L1)، فإن مركبة سوهو الفضائية ليست موجودة بالضبط عند هذه النقطة، لأن ذلك سيصعّب الاتصال بسبب التداخل اللاسلكي الناتج عن الشمس، ولأن هذا المدار لن يكون مستقرًا . بل تقع المركبة في مستوى (متحرك باستمرار) يمر عبر نقطة لاغرانج الأولى (L1) ويكون عموديًا على الخط الواصل بين الشمس والأرض. وتبقى في هذا المستوى، راسمةً مدارًا بيضاويًا هاليًا مركزه نقطة لاغرانج الأولى (L1). وتدور المركبة حول نقطة لاغرانج الأولى (L1) مرة كل ستة أشهر، بينما تدور نقطة لاغرانج الأولى (L1) نفسها حول الشمس كل 12 شهرًا نتيجةً لتزامنها مع حركة الأرض. وهذا ما يُبقي سوهو في وضع مثالي للتواصل مع الأرض في جميع الأوقات.

في الظروف التشغيلية العادية، تُرسل المركبة الفضائية تدفقًا مستمرًا من البيانات بسرعة 200 كيلوبت/ثانية ، يشمل صورًا وقياسات علمية أخرى، عبر هوائيها عالي الكسب إلى شبكة ناسا للفضاء السحيق، التي تضم محطات أرضية بقطر 26 مترًا. تُستخدم بيانات مرصد سوهو حول النشاط الشمسي للتنبؤ بمواعيد وصول الانبعاثات الكتلية الإكليلية (CME) إلى الأرض، ما يُتيح حماية الشبكات الكهربائية والأقمار الصناعية من آثارها الضارة. قد تُنتج الانبعاثات الكتلية الإكليلية المتجهة نحو الأرض عواصف مغناطيسية أرضية ، تُولّد بدورها تيارات مُستحثة مغناطيسيًا ، وفي الحالات القصوى، قد تُسبب انقطاعات في التيار الكهربائي، وغيرها.

في 24 يونيو/حزيران 2003، أعلنت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) عن عطل في محرك المحور Y للهوائي ، وهو المحرك الضروري لتوجيه الهوائي عالي الكسب نحو الأرض والسماح بنقل البيانات بمعدل عالٍ. في ذلك الوقت، كان يُعتقد أن هذا العطل في الهوائي قد يتسبب في انقطاع البيانات العلمية لمدة تتراوح بين أسبوعين وثلاثة أسابيع كل ثلاثة أشهر. ^{[ 6 ]} ومع ذلك، تمكن مهندسو وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة ناسا من استخدام زوج هوائيات SOHO منخفضة الكسب ^{[ 7 ]} ، والتي كانت مخصصة في الأصل لحالات الطوارئ فقط، بالإضافة إلى محطتي ناسا الأرضيتين الأكبر حجمًا ( 34 مترًا و 70 مترًا ) التابعتين لشبكة الفضاء العميق، والاستخدام الأمثل لجهاز تسجيل الحالة الصلبة (SSR) الخاص بـ SOHO، لمنع فقدان البيانات بشكل كامل، مع انخفاض طفيف فقط في تدفق البيانات كل ثلاثة أشهر. ^{[ 8 ]}    

تتألف وحدة حمولة مرصد سوهو (PLM) من اثني عشر جهازًا، كل منها قادر على رصد الشمس أو أجزاء منها بشكل مستقل أو منسق، بالإضافة إلى بعض مكونات المركبة الفضائية. وهذه الأجهزة هي: ^{[ 9 ] [ 10 ]}

• مطياف التشخيص الإكليلي ( CDS مؤرشف في 16 أكتوبر 2020 في Wayback Machine )، والذي يقيس الكثافة ودرجة الحرارة وتدفقات البلازما في الإكليل ويمكنه توفير معلومات عن التركيب العنصري.
• نظام تحليل العناصر المشحونة والنظائر ( CELIAS )، الذي يدرس التركيب الأيوني للرياح الشمسية والجسيمات النشطة بين الكواكب.
• مشروع COSTEP ( مؤرشف في 18 أكتوبر 2020 على موقع Wayback Machine )، وهو مشروع تعاوني شامل لتحليل الجسيمات فوق الحرارية والنشطة، يدرس التركيب الأيوني والإلكتروني للرياح الشمسية. ويُشار أحيانًا إلى COSTEP وERNE معًا باسم مشروع COSTEP-ERNE لتحليل الجسيمات ( مؤرشف في 7 سبتمبر 2006 على موقع Wayback Machine ).
• تلسكوب التصوير بالأشعة فوق البنفسجية المتطرفة ( EIT )، الذي يدرس بنية ونشاط الإكليل الشمسي المنخفض.
• تجربة النوى والإلكترونات النشطة والنسبية ( ERNE، مؤرشفة في 7 أغسطس 2020 على موقع Wayback Machine )، والتي تدرس تركيب الأيونات والإلكترونات في الرياح الشمسية. (انظر الملاحظة أعلاه في مدخل COSTEP).
• التذبذبات العالمية عند الترددات المنخفضة ( GOLF )، والتي تقيس تغيرات السرعة في القرص الشمسي بأكمله لاستكشاف لب الشمس.
• جهاز التصوير الإكليلي ذو الزاوية الكبيرة والطيفي ( LASCO )، الذي يدرس بنية وتطور الإكليل الشمسي عن طريق إنشاء كسوف شمسي اصطناعي.
• جهاز تصوير دوبلر ميكلسون ( MDI )، الذي يقيس السرعة والمجالات المغناطيسية في الغلاف الضوئي لدراسة منطقة الحمل الحراري التي تُشكّل الطبقة الخارجية لباطن الشمس، والمجالات المغناطيسية التي تتحكم في بنية الإكليل الشمسي . كان جهاز MDI أكبر مصدر للبيانات على مرصد سوهو . سُمّيت قناتان افتراضيتان من قنوات سوهو باسم MDI؛ القناة VC2 (MDI-M) التي تحمل بيانات المغناطيسية الضوئية ، والقناة VC3 (MDI-H) التي تحمل بيانات علم الزلازل الشمسية . لم يُستخدم جهاز MDI في الرصد العلمي منذ عام 2011، عندما حلّ محله جهاز التصوير المغناطيسي والزلزالي الشمسي التابع لمرصد ديناميكا الشمس . ^{[ 11 ]}
• قياس الأشعة فوق البنفسجية الشمسية للإشعاع المنبعث ( SUMER )، والذي يقيس تدفقات البلازما ودرجة الحرارة والكثافة في الهالة الشمسية.
• يستخدم مشروع تباين الرياح الشمسية ( SWAN ) تلسكوبات حساسة لطول موجي مميز للهيدروجين لقياس تدفق كتلة الرياح الشمسية، ورسم خرائط كثافة الغلاف الشمسي، ومراقبة البنية واسعة النطاق لتيارات الرياح الشمسية.
• مطياف الكورونوغراف فوق البنفسجي ( UVCS )، الذي يقيس الكثافة ودرجة الحرارة في الكورونوغراف.
• تقلبات الإشعاع الشمسي وتذبذبات الجاذبية ( VIRGO )، التي تقيس التذبذبات والثابت الشمسي لكل من القرص الشمسي بأكمله وبدقة منخفضة، وتستكشف مرة أخرى لب الشمس.

يمكن تحويل بيانات بعض الأجهزة إلى صور، ومعظمها متاح بسهولة على الإنترنت للاستخدام العام أو البحثي (انظر الموقع الرسمي ). أما بيانات أخرى، مثل الأطياف وقياسات الجسيمات في الرياح الشمسية ، فلا يمكن تحويلها بسهولة إلى صور. تتراوح أطوال موجات هذه الصور أو تردداتها من الضوء المرئي ( Hα ) إلى الأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV). تُعرض الصور الملتقطة جزئيًا أو كليًا بأطوال موجية غير مرئية على صفحة SOHO وفي أماكن أخرى بألوان اصطناعية .

على عكس العديد من التلسكوبات الفضائية والأرضية، لا يخصص برنامج سوهو وقتًا رسميًا لمقترحات الرصد على الأجهزة الفردية؛ إذ يمكن للأطراف المهتمة التواصل مع فرق الأجهزة عبر البريد الإلكتروني وموقع سوهو الإلكتروني لطلب وقت رصد من خلال الإجراءات الداخلية لكل فريق (بعضها غير رسمي، شريطة عدم التأثير على عمليات الرصد المرجعية الجارية). يوجد إجراء رسمي (برنامج "JOP") لاستخدام أجهزة سوهو المتعددة بشكل تعاوني في عملية رصد واحدة. تُراجع مقترحات برنامج JOP في اجتماعات فريق العمل العلمي (SWT) الفصلية، ويُخصص وقت برنامج JOP في الاجتماعات الشهرية لفريق عمل التخطيط العلمي. عُرضت النتائج الأولية في مجلة الفيزياء الشمسية ، المجلدين 170 و175 (1997)، من تحرير ب. فليك وز. شفستكا.

نتيجةً لرصدها للشمس، سمحت مرصد سوهو ( جهاز لاسكو ) دون قصد باكتشاف المذنبات عن طريق حجب وهج الشمس. وقد رصد سوهو ما يقارب نصف جميع المذنبات المعروفة، والتي تم اكتشافها على مدار الخمسة عشر عامًا الماضية من قبل أكثر من 70 شخصًا يمثلون 18 دولة مختلفة، وذلك من خلال البحث في صور سوهو/لاسكو المتاحة للجمهور عبر الإنترنت. وبحلول أبريل 2014، كان سوهو قد اكتشف أكثر من 2700 مذنب، ^{[ 16 ] [ 17 ]} بمعدل اكتشاف متوسط ​​قدره مذنب واحد كل 2.59 يومًا. ^{[ 18 ]}

بدأت سلسلة أحداث انقطاع مهمة سوهو في 24 يونيو 1998، بينما كان فريق سوهو يُجري سلسلة من معايرات ومناورات الجيروسكوب الروتينية للمركبة الفضائية. استمرت العمليات حتى الساعة 23:16 بالتوقيت العالمي المنسق، عندما فقدت سوهو الالتصاق بالشمس ودخلت في وضع تحكم طارئ في الوضعية يُسمى إعادة اكتساب الشمس الطارئة (ESR). كان ذلك بسبب أخطاء في الأوامر تسببت في بقاء الجيروسكوب B، المسؤول عن اكتشاف الأعطال، في وضع الكسب العالي، مما أدى إلى اكتشافه بشكل خاطئ لمعدل دوران أكبر بعشرين ضعفًا من المعدل الفعلي، مما أدى إلى تفعيل وضع ESR. دخلت المركبة الفضائية لاحقًا في وضع اكتساب الشمس الأولي (ISA). لتصحيح خطأ الدوران المكتشف (وإن كان غير موجود) في وضعية المركبة الفضائية، قامت المركبة بتشغيل محركات الدوران الخاصة بها. حاول فريق سوهو استعادة المرصد، لكن سوهو دخل في وضع الطوارئ مجددًا في 25 يونيو 1998، الساعة 02:35 بالتوقيت العالمي المنسق، أي بعد أقل من دقيقة من إطلاق المحركات، حيث عادت سرعة الدوران إلى مستوى عالٍ بما يكفي لرصدها بواسطة الجيروسكوب B وتفعيل وضع ESR-6 (الوضع السادس منذ الإطلاق). استمرت جهود الاستعادة، لكن سوهو دخل في وضع الطوارئ للمرة الأخيرة الساعة 04:38 بالتوقيت العالمي المنسق. انقطع الاتصال بسوهو تمامًا الساعة 04:43:56 بالتوقيت العالمي المنسق، وبدأ انقطاع المهمة. كان سوهو يدور، ويفقد طاقته الكهربائية، ولم يعد موجهًا نحو الشمس. ^{[ 22 ]}

تم إرسال خبراء من وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) على الفور من أوروبا إلى الولايات المتحدة لإدارة العمليات. ^{[ 23 ]} مرت أيام دون أي اتصال من مرصد سوهو. في 23 يوليو 1998، تمكن مرصد أريسيبو ورادار غولدستون للنظام الشمسي من تحديد موقع سوهو باستخدام الرادار وتحديد موقعه واتجاهه . كان سوهو قريبًا من موقعه المتوقع، موجهًا جانبه نحو الشمس بدلًا من لوحة العاكس البصري السطحي الأمامية المعتادة، وكان يدور دورة كاملة كل 53 ثانية. بمجرد تحديد موقع سوهو، وُضعت خطط للاتصال به. في 3 أغسطس، تم رصد إشارة حاملة من سوهو، وهي أول إشارة منذ 25 يونيو 1998. بعد أيام من شحن البطارية ، جرت محاولة ناجحة لتعديل الإشارة الحاملة وإرسال بيانات القياس عن بُعد في 8 أغسطس. بعد إرسال بيانات درجات حرارة الأجهزة في 9 أغسطس 1998، تم تحليل البيانات ، وبدأ التخطيط لاستعادة سوهو بشكل جدي. ^{[ 24 ]}

بدأ فريق الاستعادة بتوزيع الطاقة الكهربائية المحدودة. بعد ذلك، تم تحديد الوضع غير الطبيعي لمركبة سوهو في الفضاء. وفي 12 أغسطس 1998، بدأ إذابة خزان وقود الهيدرازين المتجمد باستخدام سخانات التحكم الحراري الخاصة بسوهو. ثم تلا ذلك إذابة الأنابيب والمحركات ، وأُعيد توجيه سوهو نحو الشمس في 16 سبتمبر 1998. وبعد ما يقرب من أسبوع من أنشطة استعادة هيكل المركبة الفضائية ومناورة تصحيح المدار، عاد هيكل مركبة سوهو الفضائية إلى الوضع الطبيعي في 25 سبتمبر 1998 الساعة 19:52 بالتوقيت العالمي المنسق. وبدأت استعادة الأجهزة في 5 أكتوبر 1998 مع جهاز سومر، وانتهت في 24 أكتوبر 1998 مع جهاز سيلياس. ^{[ 23 ]}

لم يبقَ سوى جيروسكوب واحد يعمل بعد عملية الاستعادة هذه، وفي 21 ديسمبر 1998، تعطل هذا الجيروسكوب. وتم التحكم في وضعية المركبة عن طريق تشغيل المحركات النفاثة يدويًا، مما استهلك 7 كيلوغرامات (15 رطلاً) من الوقود أسبوعيًا، بينما طورت وكالة الفضاء الأوروبية نمط تشغيل جديدًا بدون جيروسكوب، والذي تم تنفيذه بنجاح في 1 فبراير 1999. ^{[ 23 ]}  

• قائمة برامج ومهام وكالة الفضاء الأوروبية
• متابعة الطقس الفضائي أون-لاغرانج 1 ، تم إطلاقه عام 2025.
• برنامج Advanced Composition Explorer ، الذي تم إطلاقه عام 1997، لا يزال يعمل حتى الآن.
• مرصد المناخ في الفضاء السحيق (DSCOVR)، الذي تم إطلاقه في عام 2015، يدور في مدار L ₁ .
• الفيزياء الشمسية
• تلسكوب التصوير الإكليلي عالي الدقة (Hi-C)، الذي تم إطلاقه عام 2012، وهو تلسكوب شبه مداري.
• لا يزال جهاز Parker Solar Probe ، الذي تم إطلاقه عام 2018، يعمل حتى الآن.
• مجموعة فويبوس ، علماء دوليون يهدفون إلى اكتشاف أنماط g الشمسية
• سوهو ٢٣٣٣
• مرصد ديناميكيات الشمس (SDO)، الذي تم إطلاقه عام 2010، لا يزال يعمل.
• لا يزال مسبار سولار أوربيتر ، الذي تم إطلاقه عام 2020، يعمل حتى الآن.
• مرصد العلاقات الشمسية الأرضية ( STEREO )، الذي تم إطلاقه عام 2006، لا يزال يعمل.
• تم إطلاق مستكشف المنطقة الانتقالية والإكليل الشمسي (TRACE) في عام 1998، وتم إيقاف تشغيله في عام 2010.
• يوليسيس (مركبة فضائية) ، تم إطلاقها عام 1990، وتم إخراجها من الخدمة عام 2009.
• المركبة الفضائية ويند ، التي أُطلقت عام 1994، لا تزال تعمل.

• "تعافي سوهو - قصة نجاح غير مسبوقة" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 مارس 2006 .
• "تقرير الحالة الأولية ومعلومات أساسية عن انقطاع مهمة سوهو - 15 يوليو 1998" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 مارس 2006 .
• "التقرير النهائي للجنة التحقيق المشتركة بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية بشأن انقطاع مهمة مرصد سوهو - 31 أغسطس 1998" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 مارس 2006 .
• "فريق استعادة سوهو" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 مارس 2006 .صورة
• "استعادة مدار هالة مهمة سوهو L ₁ بعد خلل التحكم في الوضعية عام 1998" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 19 أغسطس 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 يوليو 2007 .
• وايس، ك.أ.؛ ليفيسون، ن.؛ لوندكفيست، ك.؛ فريد، ن.؛ سترينغفيلو، م. (2001). "تحليل السببية في حوادث الفضاء الجوي". المؤتمر العشرون لأنظمة إلكترونيات الطيران الرقمية (DASC). المؤتمر العشرون لأنظمة إلكترونيات الطيران الرقمية (رقم التصنيف 01CH37219) . المجلد  1. الصفحات  4A3/1–4A3/12. doi : 10.1109/DASC.2001.963364 . ISBN 978-0-7803-7034-0. S2CID 111244003 . 
• ليفيسون، ن. ج. (يوليو 2004). "دور البرمجيات في حوادث المركبات الفضائية". مجلة المركبات الفضائية والصواريخ . 41 (4): 564-575 . Bibcode : 2004JSpRo..41..564L . CiteSeerX 10.1.1.202.8334 . doi : 10.2514/1.11950 . 
• نيومان، بيتر ج. (يناير 1999). "المخاطر التي تهدد الجمهور في أجهزة الحاسوب والأنظمة ذات الصلة". مجلة ACM SIGSOFT لملاحظات هندسة البرمجيات . 24 (1): 31-35 . doi : 10.1145/308769.308773 . S2CID 36328273 . 

• صفحة ESA SOHO على الإنترنت: قصص، صور، فيديوهات
• صفحة ناسا سوهو على الإنترنت: حول، معرض الصور، البيانات، العمليات، إلخ.
• "وصف مهمة سوهو" . موقع سوهو التابع لناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أكتوبر 2005 .
• "أحدث صور سوهو " . موقع سوهو التابع لناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أكتوبر 2005 .يُسمح باستخدامها مجاناً للأغراض التعليمية وغير التجارية.
• نبذة عن مهمة سوهو من وكالة ناسا لاستكشاف النظام الشمسي
• "الطقس الفضائي الآن" . المركز الوطني لبيئة الفضاء التابع لهيئة الأرصاد الجوية. مؤرشف من الأصل بتاريخ 23 أكتوبر 2005. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أكتوبر 2005 .
• " استعادة مدار هالة L1 لمهمة سوهو بعد خلل التحكم في الوضع عام 1998" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 21 أكتوبر 2005. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أكتوبر 2005 .
• موقع Sun trek الإلكتروني: مصدر مفيد حول الشمس وتأثيرها على الأرض
• هاوجان، شتاين ف.هـ. (2005). "التنسيق مع مرصد سوهو". التقدم في أبحاث الفضاء . 36 (8): 1557-1560 . رمز Bibcode : 2005AdSpR..36.1557H . doi : 10.1016/j.asr.2004.12.021 .
• رصد سوهو المذنب رقم 2000
• عبور الأجسام عبر مجال رؤية LASCO/C3 في عام 2013 (جوزيبي بابا)
• الأجسام البارزة في LASCO C3 وخرائط النجوم LASCO (تحديد الأجسام في مجال الرؤية لأي يوم من أيام السنة)
• يمكنك اكتشاف المذنب التالي... وأنت مرتاح في منزلك! (العلوم للمواطنين، 18 أكتوبر 2011)
• سيريس في LASCO C2 (17 أغسطس 2013)
• قاعدة بيانات البقع الشمسية المستندة إلى ملاحظات القمر الصناعي سوهو من عام 1996 إلى عام 2011 ( )