De Solar Dynamics Observatory heeft een Helioseismic and Magnetic Imager (HMI), een Atmospheric Imaging Assembly (AIA), een Extreme Ultraviolet Variability Experiment (EVE), evenals zonnepanelen en high-gain antennes.
(Afbeelding: © NASA.)
De Solar Dynamics Observatory is een NASA-ruimtevaartuig dat in 2010 werd gelanceerd, op tijd om zonnevlekken en zonneactiviteit op zijn hoogtepunt in 2013 te vangen als onderdeel van de 11-jarige cyclus van de zon. De satelliet legt continu high-definition beelden van de atmosfeer van de zon vast in details die nog nooit eerder zijn gezien.
Naast het eenvoudig observeren van de zon, gebruikt NASA dit observatorium om de zonneactiviteit beter te voorspellen. SDO wil inzicht geven in de structuur van het magnetische veld van de zon en hoe energie wordt overgedragen van de zon naar de ruimte.
Tot dusver heeft SDO hoge resolutiebeelden van zonnevlammen vastgelegd, meer informatie gegeven over het voorspellen van magnetische activiteit en zelfs twee planeten vastgelegd - Venus en Mercurius - die over het oppervlak van de zon gaan (vanuit het perspectief van de aarde).
Een IMAX-weergave
SDO is de eerste van NASA's Living With a Star-programmasondes. De zon is een onschatbare bron van energie en warmte voor de planeet; de variabiliteit ervan kan echter soms problemen veroorzaken. Een grote zonnestorm kan bijvoorbeeld hoogspanningslijnen of communicatiesatellieten uitschakelen. Het belangrijkste doel van het programma is daarom te begrijpen waarom de energie van de zon varieert en hoe deze de aarde kan beïnvloeden.
Een instrument aan boord is de Atmospheric Imaging Assembly, die foto's van de zon in IMAX-resolutie kan opnemen. Met high-definition beelden die elke 10 seconden beschikbaar zijn in de meeste van de 10 beschikbare golflengten, kunnen wetenschappers over de corona waken en eventuele veranderingen zien, ongeacht de temperatuur. De continue waarnemingen zouden meer informatie opleveren over de oorzaken van zonnevlammen en coronale uitbarstingen.
De andere instrumenten zijn de helioseismische en magnetische imager, die elektrische stromen en magnetische activiteit in de corona kan volgen, en het Extreme Ultraviolet Variability Experiment, dat ultraviolette zonne-emissies bewaakt.
Het ruimtevaartuig had oorspronkelijk een levensduur van vijf jaar, maar heeft meer dan een zonnecyclus van elf jaar geduurd en presteerde nog steeds goed vanaf medio 2018.
Lancering en eerste jaar in de ruimte
SDO kostte $ 850 miljoen om te bouwen en te lanceren. De satelliet werd op 11 februari 2010 de ruimte ingeschoten aan boord van een Atlas V-raket vanaf Cape Canaveral Air Force Station in Florida. Van daaruit werd de satelliet in een hellende geosynchrone baan geplaatst die elke dag een achtvormig pad boven de aarde volgt terwijl het naar de zon kijkt.
"De hellende geosynchrone baan van SDO werd gekozen om continue waarnemingen van de zon mogelijk te maken en de uitzonderlijk hoge gegevenssnelheid mogelijk te maken door het gebruik van één enkel speciaal grondstation", aldus de Solar Dynamics Observatory-website.
Controllers waren verbaasd over wat SDO produceerde in het eerste jaar van waarnemingen, met name de uitzichten op de corona van de zon. Normaal gesproken is dat deel van de zon het best zichtbaar tijdens verduisteringen, maar met SDO konden wetenschappers vanaf de punt tot aan het oppervlak van de zon kijken wat de corona deed.
"De wetenschap neemt echt toe en het is erg spannend om alle mogelijkheden van de instrumenten te ontdekken," vertelde Phil Chamberlin, adjunct-projectwetenschapper bij SDO bij het Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md., In 2011 aan Space.com.
De missie heeft mijn verwachtingen tot nu toe absoluut overtroffen - en mijn verwachtingen waren in het begin hoog. "
Zonne-maximum, Venus en 'tornado's'
Toen de zon in 2013 op weg was naar het zonnemaximum (wanneer de zonneactiviteit het hoogst is), begonnen de mogelijkheden van SDO echt te schitteren voor astronomen. Een zonnevlam van mei werd vastgelegd in hoge resolutie, met foto's in meerdere golflengten die de omvang van de prominente uitbarsting laten zien. De overstraling werd echter als middelgroot beschouwd, wat betekent dat er meer spectaculaire uitbarstingen voor de camera's konden komen.
Met SDO's oog op de zon kon alles wat ervoor passeert ook met de camera worden vastgelegd. Een opmerkelijk voorbeeld was Venus, die van 5-6 juni 2012 door de zon ging (vanuit het perspectief van de aarde). De gebeurtenis is voorspelbaar maar uiterst zeldzaam; de laatste doorvoer daarvoor was in 2004, maar de volgende zal pas in 2117 plaatsvinden. In 2016 heeft SDO ook Mercurius gevangen genomen die door de zon ging. De volgende doorvoer vindt plaats op 11 november 2019.
In 2016 legde SDO een zonnetornado vast die vijf keer breder was dan de aarde en die over het oppervlak van de zon bewoog - zowel in beeld als in video. Destijds zei NASA dat dit waarschijnlijk de eerste keer was dat een video van de activiteit werd vastgelegd.
De zonnetornado werd gevormd door het magnetische veld van de zon; tornado's op aarde daarentegen komen voor als gevolg van windactiviteit. Het ging ook veel sneller; wetenschappers schatten dat de tornado van de zon ronddraaide tot 300.000 km / h, terwijl een aardstorm doorgaans niet sneller gaat dan 483 km / h.
Meer van deze plasmatornado's zijn gevangen door SDO, zoals een die eind 2015 plaatsvond. Door gebeurtenissen als deze te observeren, krijgen wetenschappers meer inzicht in de onderliggende mechanismen van de plasmaproductie van de zon.
Lange-termijnwaarnemingen
SDO's langetermijnwaarnemingen van de zon laten wetenschappers ook zien wanneer er iets anders gebeurt. In juni 2011 was er bijvoorbeeld een coronale massa-ejectie die een enorme hoeveelheid plasma of oververhit gas uitstootte. Wetenschappers publiceerden in 2014 resultaten die zeiden dat ze het plasma zagen opsplitsen in "vingers" van materie op een vergelijkbare manier die is waargenomen in de Krabnevel, een supernovarest. Dit was een bijzondere gelegenheid om het fenomeen Rayleigh-Taylor op grote schaal te bestuderen.
Ook in 2014 observeerden wetenschappers dat magnetische veldlijnen in een lus liepen en een uitbarsting in de atmosfeer van de zon veroorzaakten. De door SDO vastgelegde beelden in hoge resolutie bevestigden een theorie die al jaren bestond. Dit soort waarnemingen zullen het gemakkelijker maken om te voorspellen waar grote fakkels plaatsvinden, wat de infrastructuur op aarde beter zou kunnen beschermen, zeiden wetenschappers destijds.
SDO onderging kort een storing in 2016, toen het niet onmiddellijk terugging naar de wetenschappelijke modus nadat het de maan op 2 augustus voor de zon zag passeren. NASA vond de instrumenten van het ruimtevaartuig binnen een week terug. Datzelfde jaar legde SDO ook beelden vast van een "coronaal gat" (een gebied met minder dicht materiaal) in de atmosfeer van de zon,
In 2017 bracht NASA een video uit met zeven jaar zonnevlekwaarnemingen door SDO. Datzelfde jaar nam SDO deel aan waarnemingen van de totale zonsverduistering die in augustus de Verenigde Staten overspoelde. SDO maakt regelmatig foto's van alle zonsverduisteringen die het ziet, waaronder een gedeeltelijke zonsverduisteringen in oktober 2017 en een totale zonsverduistering op de lanceringsverjaardag op 11 februari 2018.
Op 6 september 2017 toonde de zon dat hij nog steeds enorme zonnevlammen kon uitzenden, zelfs als hij niet op piekactiviteit was. Het brak een X9.3-uitbarsting uit, de sterkste sinds 2006. In november zag SDO ook een cirkelvormige gloeidraad - een wolk van geladen deeltjes die gewoonlijk verschijnt als een langwerpige streng. NASA zei dat de vondst niet wetenschappelijk opmerkelijk was, maar nog steeds interessant omdat het een zeldzame opvatting is.
SDO had een populaire kippenmascotte genaamd Camilla Corona SDO, die regelmatig NASA Social-evenementen bijwoonde en zelfs een keer een ballonvaart naar de rand van de ruimte maakte. De mascotte werd in 2013 opnieuw toegewezen aan meer algemeen public relations-werk.
