OSO-7

OSO 7
Orbiting Solar Observatory 7
Спутник OSO-7
Спутник OSO-7
Производитель Соединённые Штаты Америки Ball Aerospace & Technologies
Оператор Соединённые Штаты АмерикиNASA
Тип спутника Солнечная обсерватория
Стартовая площадка Соединённые Штаты Америкимыс Канаверал SLС-17
Ракета-носитель Delta-N
Запуск 29 сентября 1971 год 09.50 UTC
Длительность полёта 3 года
Сход с орбиты 9 июля 1974 год
COSPAR ID 1971-083A
SCN 05491
Технические характеристики
Масса 635 кг
Элементы орбиты
Тип орбиты геоцентрическая орбита
Эксцентриситет 0.018376
Наклонение 33.10°
Период обращения 93.20 мин
Апоцентр 572 км
Перицентр 321 км
Взлёт с небесного тела 2 декабря 1970
Целевая аппаратура
Коронограф NRL
Спектрограф GSFC
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

OSO-7 (также: Orbiting Solar Observatory 7, OSO H, орбитальная Солнечная обсерватория 7) — седьмой аппарат в серии американских спутников изучения Солнца OSO.

История

Проект спутников Orbiting Solar Observatory возник в 1962 году и состоял из 8 аппаратов. Главным производителем ОSO-7 была организация Ball Aerospace & Technologies. Во время сборки аппарат назывался OSO H. Аппарат был запущен 9 июля 1974 года с помощью ракеты-носителя Дельта-N с мыса Канаверал.

Во время старта из-за падения давления наддува второй ступени аппарат не смог выйти на предполагаемую круговою орбиту и не был сориентирован относительно Солнца. Аппарат мог быть потерян из-за того, что солнечные батареи были не направлены на Солнце. Космический корабль был запущен с полностью заряженными батареями, что дало инженерам примерно 12 часов для перенастройки аппарата и восстановления ориентации, прежде чем космический корабль отключился; за два часа до отключения это сделать удалось.

Итоговая орбита аппарата получилась не круговой, а немного вытянутой, апогей орбиты был в районе радиационных поясов Ван Аллена. Из-за этого аппарат несколько раз в сутки пролетал зону с повышенным радиационным фоном, что искажало наблюдения, и приходилось проводить дополнительную обработку научных данных.

В мае 1973 году отказали все записывающие устройства. Данные передавались на Землю в реальном времени и принимались, когда спутник был в прямой видимости с приёмной станцией.

9 июля 1974 года закончил работу, зайдя в атмосферу Земли.

Запасные неиспользуемые части аппарата впоследствии были проданы ВВС США, скомпонованы и переработаны в космический аппарат P78-1 (также известный как Solwind). Он был запущен в 1979 году и был сбит в 1985 году[1]. В процессе работы аппарат выполнял ту же миссию по изучению Солнца[2].

Цели

Основная цель всей миссии — наблюдение Солнца в течение 11-летнего периода Солнечной активности.

Для конкретного аппарата целью ставилось наблюдение короны Солнца и процессов в активной области Солнца, получение ультрафиолетового, рентгеновского и гамма обзора Солнца и всего неба.

Конструкция

Базовая конструкция всех спутников OSO была схожей, но OSO-7 имел множество отличий. Его масса была больше (масса составляла 635 кг, а у OSO-1 всего 208 кг[3]).

Как и все остальные аппараты OSO-7 состоял из двух частей: «Парус» и «Колесо».

«Парус» представлял собой стабилизированную платформу направленную на Солнце с солнечными батареями и приборами изучения Солнца.

«Колесо» это вращающаяся часть аппарата, которая использовалась для обеспечения гироскопической устойчивости и движения спутника по орбите. Также зачастую на «Колесо» устанавливались приборы сканирования неба[4][5].

OSO-7 в отличие от остальных имел более крупную солнечную батарею и более глубокое «Колесо».

На «Парусе» было установлено два прибора:

  • Рентгеновский спектрограф, который получал изображения Солнца в ультрафиолетовом и мягком рентгеновском спектре в диапазоне 2 до 400 Å и определить температуру и распределение вещества в короне над активными областями Солнца и во время солнечных вспышек[6][7].
  • Коронограф, прибор использующий диск, чтобы создать искусственное затмение Солнца и наблюдать корону.

На «Колесо» было установлено четыре эксперимента:

  • Эксперимент по изучению жесткого рентгеновского излучения, который охватывал диапазон энергий 2–300 кэВ. Для этого использовался сцинтилляционный детектор на кристалле NaI (Tl), три небольших детектора заряженных частиц и пропорциональный счётчик
  • Эксперимент по наблюдению гамма-излучения солнечных вспышек с энергией 0,3–10 МэВ и в особенности с энергиями 0,51 МэВ, 2,22 МэВ, 4,43 МэВ и 6,14 МэВ, которые указывают на образование позитронов, нейтронов и возбужденных ядер в солнечной атмосфере. Аппаратура состояла из гамма-лучевого сцинтилляционного спектрографа высокого разрешения на кристалле NaI (Tl)[8].
  • Эксперимент MIT по изучению космического рентгеновского излучения в диапазоне от 1,5 до 9 Å с использованием двух пропорциональных счётчиков, оснащённых сотовыми коллиматорами
  • Эксперимент UCSD по изучению космического рентгеновского излучения в диапазоне от ~ 7 кэВ до ~ 500 кэВ. Рентгеновский детектор представлял собой сцинтилляционный кристалл NaI (Tl) диаметром 10 см и толщиной 1 см, наблюдаемый с помощью фотоумножителя (ФЭУ). Детектор был окружён толстым сцинтилляционным кристаллическим экраном CsI (Na) с 10 отверстиями, проделанными через него вдоль оптической оси, чтобы определить поле обзора детектора. Этот инструмент имел поле зрения около 6°, был установлен на ободе «Колеса» перпендикулярно оси вращения. При этом он совершал большой круг по небу каждые 2 секунды и за 6 месяцев делал полный обзор неба[9].

Результаты

Среди заметных научных результатов OSO 7 были[10]:

  • Полный обзор всего неба в рентгеновском диапазоне космическими инструментами MIT и UCSD[11].
  • Первое наблюдение излучения Солнца 511 кэВ, которое возникает из-за аннигиляции электронов / позитронов от солнечной вспышки в начале августа 1972 года[12]. В это время активно развивалась лунная программа США. Если бы человек отправлялся на Луну в это время, он мог бы получить потенциально смертельную дозу радиации[13].
  • первое четкое наблюдение коронального выброса массы и его активное исследование[14].
  • Наблюдения спектров жесткого рентгеновского излучения активных ядер галактики NGC 4151[15], NGC 1275[16], NGC 6440[17], Центавр А[18] и других
  • Получено расположение и спектральные характеристики космического гамма-всплеска 14 мая 1972 года[19].
  • Собранные данные позволили идентифицировать объект Паруса X-1 как массивную рентгеновскую двойную систему[20][21].
  • Проведены рентгеновские наблюдения сверхновых в IC 443[22], NGC 5253[23], и новой 3U 1543-47[24].
  • Получены новые данные о структуре магнитного поля Земли и его радиационных поясов[14][25].

Примечания

  1. ↑ Ball Aerospace & Technologies Corp. web.archive.org (7 июля 2011). Дата обращения: 3 сентября 2019. Архивировано 7 июля 2011 года.
  2. ↑ OSO 8, with image showing differences from OSO 7 and P78-1. Дата обращения: 3 сентября 2019. Архивировано из оригинала 6 октября 2018 года.
  3. ↑ NASA - NSSDCA - Spacecraft - Details. nssdc.gsfc.nasa.gov. Дата обращения: 3 сентября 2019. Архивировано 8 марта 2021 года.
  4. ↑ The Seventh Orbiting Solar Observatory (OSO-7). heasarc.nasa.gov. Дата обращения: 3 сентября 2019. Архивировано из оригинала 11 августа 2019 года.
  5. ↑ NASA - NSSDCA - Spacecraft - Details. nssdc.gsfc.nasa.gov. Дата обращения: 3 сентября 2019. Архивировано 19 марта 2021 года.
  6. ↑ M. J. Elcan. UCSD OSO-7 Solar X-ray Catalog. — 1973-06-01. — Т. 5. — С. 340.
  7. ↑ J. T. Gosling. Transient phenomena in the solar atmosphere and solar wind. — 1976. — С. 286—303.
  8. ↑ P. R. Higbie, E. L. Chupp, D. J. Forrest, I. U. Gleske. A Gamma Ray Monitor for the OSO-7 Spacecraft // IEEE Transactions on Nuclear Science. — 1972-02-01. — Т. 19. — С. 606. — ISSN 0018-9499. — doi:10.1109/TNS.1972.4326565.
  9. ↑ NASA - NSSDCA - NMC - Data Collection - Query Results. nssdc.gsfc.nasa.gov. Дата обращения: 3 сентября 2019. Архивировано 23 октября 2020 года.
  10. ↑ Query Results. adsabs.harvard.edu. Дата обращения: 3 сентября 2019.
  11. ↑ T. H. Markert, P. F. Winkler, F. N. Laird, G. W. Clark, D. R. Hearn. The MIT/OSO 7 catalog of X-ray sources - Intensities, spectra, and long-term variability (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 1979-04-01. — Vol. 39. — P. 573—632. — ISSN 0067-0049. — doi:10.1086/190587.
  12. ↑ Knipp, Delores J.; B. J. Fraser; M. A. Shea; D. F. Smart. On the Little‐Known Consequences of the 4 August 1972 Ultra‐Fast Coronal Mass Ejecta: Facts, Commentary and Call to Action // Space Weather. 16.. — 2018.
  13. ↑ Lockwood, Mike; M. Hapgood. The Rough Guide to the Moon and Mars // Astron. Geophys. — 2007.
  14. ↑ 1 2 W. J. Wagner. Coronal holes observed by OSO-7 and interplanetary magnetic sector structure (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 1976-06-01. — Vol. 206. — P. 583—588. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1086/154415.
  15. ↑ W. A. Baity, T. W. Jones, W. A. Wheaton, L. E. Peterson. Hard X-ray observations of NGC 4151 (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 1975-07-01. — Vol. 199. — P. L5–L8. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1086/181836.
  16. ↑ R. E. Rothschild, W. A. Baity, A. P. Marscher, W. A. Wheaton. Nonthermal hard X-ray emission from the nucleus of NGC 1275 (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 1981-01-01. — Vol. 243. — P. L9–L12. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1086/183432.
  17. ↑ T. H. Markert, D. E. Backman, C. R. Canizares, G. W. Clark, A. M. Levine. Observations of X rays from near NGC6440 (англ.) // Nature. — 1975-09-01. — Vol. 257. — P. 32. — ISSN 0028-0836. — doi:10.1038/257032a0.
  18. ↑ P. F., Jr. Winkler, A. E. White. A sudden increase in the X-ray flux from Centaurus A (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 1975-08-01. — Vol. 199. — P. L139–L142. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1086/181868. Архивировано 24 февраля 2008 года.
  19. ↑ Wheaton, Wm. A., Ulmer, M. P., Baity, W. A., Datlowe, D. W., Elcan, M. J., Peterson, L. E., Klebesadel, R. W., Strong, T. B., Cline, T., L. and Desai, U. D. The Direction and Spectral Variability of a Cosmic Gamma-Ray Burst // Ap.J. Lett. 185:L57, 15 Oct. 1973..
  20. ↑ M. P. Ulmer, W. A. Baity, W. A. Wheaton, L. E. Peterson. Observations of the VELA XR-1 by the UCSD X-Ray Telescope on OSO-7 (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 1972-12-01. — Vol. 178. — P. L121. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1086/181099.
  21. ↑ M. P. Ulmep, W. A. Baity, W. A. Wheaton, L. E. Peterson. UCSD X-Ray Observations of the Vela Region from OSO-7. — 1972-03-01. — Т. 4. — С. 220.
  22. ↑ P. Frank, Jr. Winkler, George W. Clark. X-Ray Observations of the Supernova Remnant IC 443 (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 1974-07-01. — Vol. 191. — P. L67. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1086/181550.
  23. ↑ M. P. Ulmer, W. A. Baity, W. A. Wheaton, L. E. Peterson. Upper limit to the X-ray flux from the supernova in NGC 5253 above 7 keV from the OSO-7 (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 1974-11-01. — Vol. 193. — P. 535—537. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1086/153191. Архивировано 9 августа 2019 года.
  24. ↑ F. K. Li, G. F. Sprott, G. W. Clark. OSO-7 observations of the X-ray nova 3U 1543-47 (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 1976-01-01. — Vol. 203. — P. 187—192. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1086/154063.
  25. ↑ Klaus Pinkau. History of gamma-ray telescopes and astronomy // Experimental Astronomy. — 2009-08-01. — Т. 25. — С. 157—171. — ISSN 0922-6435. — doi:10.1007/s10686-009-9143-z.

Ссылки