Il Solar Dynamics Observatory ha una Helioseismic and Magnetic Imager (HMI), un Atmosfer Imaging Assembly (AIA), un Extreme Ultraviolet Variability Experiment (EVE), nonché array solari e antenne ad alto guadagno.
(Immagine: © NASA.)
Il Solar Dynamics Observatory è un veicolo spaziale della NASA lanciato nel 2010, in tempo per catturare le macchie solari e l'attività solare al suo apice nel 2013 come parte del ciclo di 11 anni del sole. Il satellite registra continuamente viste ad alta definizione dell'atmosfera del sole in dettagli mai visti prima.
Oltre a osservare semplicemente il sole, la NASA sta usando questo osservatorio per migliorare la previsione dell'attività solare. SDO mira a fornire approfondimenti sulla struttura del campo magnetico del sole, nonché su come l'energia viene trasferita dal sole nello spazio.
Finora, SDO ha catturato viste ad alta risoluzione dei brillamenti solari, fornito ulteriori informazioni sulla previsione dell'attività magnetica e persino catturato due pianeti - Venere e Mercurio - attraversando la faccia del sole (dal punto di vista della Terra).
Una vista IMAX
SDO è la prima delle sonde del programma Living With a Star della NASA. Il sole è una preziosa fonte di energia e calore per il pianeta; tuttavia, la sua variabilità può a volte causare problemi. Una grande tempesta solare ha la capacità di eliminare linee elettriche o satelliti di comunicazione, ad esempio. L'obiettivo principale del programma, quindi, è capire perché l'energia del sole varia e come può influenzare la Terra.
Uno strumento a bordo è il gruppo di imaging atmosferico, che può registrare immagini del sole con risoluzione IMAX. Con immagini ad alta definizione disponibili nella maggior parte delle 10 lunghezze d'onda disponibili ogni 10 secondi, consente agli scienziati di sorvegliare la corona e vedere eventuali cambiamenti, indipendentemente dalla temperatura. Le osservazioni continue avrebbero dovuto fornire maggiori informazioni sulle cause dei brillamenti solari e delle eruzioni coronali.
Gli altri strumenti sono l'eliosismico e l'imager magnetico, in grado di tracciare le correnti elettriche e l'attività magnetica nella corona, e l'Extreme Ultraviolet Variability Experiment, che monitora le emissioni solari ultraviolette.
Il veicolo spaziale originariamente aveva una durata di cinque anni, ma è durato oltre un ciclo solare di 11 anni e funzionava ancora bene a metà 2018.
Lancio e primo anno nello spazio
SDO è costato $ 850 milioni per la costruzione e il lancio. Il satellite è stato trasportato nello spazio l'11 febbraio 2010, a bordo di un razzo Atlas V dalla stazione dell'aeronautica di Cape Canaveral in Florida. Da lì, il satellite è stato posizionato in un'orbita geosincrona inclinata che traccia ogni giorno un percorso di otto cifre sopra la Terra mentre osserva il sole.
"L'orbita geosincrona inclinata di SDO è stata scelta per consentire l'osservazione continua del sole e consentire una velocità di trasmissione dati eccezionalmente elevata attraverso l'uso di una singola stazione terrestre dedicata", secondo il sito web dell'Osservatorio Solar Dynamics.
I controllori sono rimasti sbalorditi da ciò che SDO ha prodotto nel suo primo anno di osservazioni, in particolare le sue opinioni sulla corona del sole. Normalmente quella parte del sole è meglio visibile durante le eclissi, ma con SDO, gli scienziati sono stati in grado di vedere cosa stava facendo la corona dalla sua punta alla superficie del sole.
"La scienza sta davvero aumentando ed è molto eccitante scoprire tutte le capacità degli strumenti", ha detto a Space.com nel 2011 Phil Chamberlin, vice scienziato del progetto di volo SDO presso il Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Md.
Finora la missione ha decisamente superato le mie aspettative - e all'inizio le mie aspettative erano alte. "
Massimo solare, Venere e 'tornado'
Mentre il sole si spostava verso il massimo solare (quando l'attività solare è più alta) nel 2013, le capacità di SDO hanno davvero iniziato a brillare per gli astronomi. Un bagliore solare di maggio è stato catturato ad alta risoluzione, con immagini in più lunghezze d'onda che mostrano l'entità dell'eruzione prominente. Il bagliore, tuttavia, era considerato di medie dimensioni, il che significava che eruzioni più spettacolari potevano venire prima delle telecamere.
Con l'occhio di SDO sul sole, tutto ciò che gli passa davanti potrebbe anche essere catturato dalla fotocamera. Un esempio notevole è stato Venere, che ha attraversato il sole (dal punto di vista della Terra) dal 5 al 6 giugno 2012. L'evento è prevedibile ma estremamente raro; l'ultimo transito prima era nel 2004, ma il prossimo non avverrà fino al 2117. Nel 2016, SDO ha anche catturato Mercurio attraversando la faccia del sole. Il prossimo transito avverrà l'11 novembre 2019.
Nel 2016, SDO ha catturato un "tornado" solare che era cinque volte più largo della Terra, muovendosi sulla superficie del sole - sia in immagini che in video. All'epoca, la NASA affermava che questa era probabilmente la prima volta che un video veniva catturato dall'attività.
Il tornado solare era modellato dal campo magnetico del sole; i tornado sulla Terra, al contrario, si verificano a causa dell'attività del vento. Si è anche mosso molto più velocemente; gli scienziati hanno stimato che il tornado del sole ruotava a 300.000 km / h fino a 186.000 mph, mentre una tempesta terrestre in genere non va più veloce di circa 483 km / h.
Più di questi tornado al plasma sono stati catturati da SDO, come uno che si è verificato alla fine del 2015. Osservare eventi come questo fornisce agli scienziati una visione più approfondita dei meccanismi alla base della produzione di plasma del sole.
Osservazioni a lungo termine
Le osservazioni a lungo termine di SDO sul sole mostrano anche agli scienziati quando sta accadendo qualcosa di diverso. Ad esempio, nel giugno 2011 si è verificata un'espulsione di massa coronale che ha espulso un'enorme quantità di plasma o gas surriscaldato. Nel 2014 gli scienziati hanno pubblicato risultati affermando di aver osservato la divisione del plasma in "dita" della materia in un modo simile a quello osservato nella Nebulosa del Granchio, un residuo di supernova. Questa è stata un'opportunità insolita per studiare su larga scala il cosiddetto fenomeno di Rayleigh-Taylor.
Sempre nel 2014, gli scienziati hanno osservato che le linee del campo magnetico si sovrapponevano e causavano un'eruzione nell'atmosfera del sole. Il filmato ad alta risoluzione catturato da SDO ha confermato una teoria che era stata sostenuta per anni. Questo tipo di osservazioni renderà più facile prevedere dove si verificano grandi razzi, che potrebbero proteggere meglio le infrastrutture sulla Terra, hanno detto gli scienziati all'epoca.
SDO ha subito un breve errore nel 2016, quando non è tornato immediatamente in modalità scientifica dopo aver visto la luna passare davanti al sole il 2 agosto. La NASA ha recuperato gli strumenti del veicolo spaziale entro una settimana. Nello stesso anno, SDO ha anche catturato filmati di un "buco coronale" (un'area con materiale meno denso) nell'atmosfera del sole,
Nel 2017, la NASA ha pubblicato un video che mostra sette anni di osservazioni sulle macchie solari da parte della SDO. Nello stesso anno, la SDO ha partecipato alle osservazioni sull'eclissi solare totale che ha investito gli Stati Uniti ad agosto. SDO scatta regolarmente foto di tutte le eclissi solari che vede, tra cui una parziale nell'ottobre 2017 e un'eclissi totale per il suo compleanno di lancio l'11 febbraio 2018.
Il 6 settembre 2017, il sole ha mostrato che potrebbe ancora inviare enormi brillamenti solari anche quando non è in piena attività. Ha eruttato un bagliore X9.3, il più forte dal 2006. Quel novembre, SDO ha visto anche un filamento circolare - una nuvola di particelle cariche che di solito appare come un filo allungato. La NASA ha affermato che la scoperta non è stata scientificamente degna di nota, ma comunque interessante in quanto è una visione rara.
SDO aveva una popolare mascotte di pollo chiamata Camilla Corona SDO, che partecipava regolarmente agli eventi sociali della NASA e anche una volta faceva un giro in mongolfiera al limite dello spazio. La mascotte è stata riassegnata a lavori di pubbliche relazioni più generali nel 2013.
