Đài quan sát Động lực học Mặt trời có Máy quang từ và Hình ảnh từ tính (HMI), Hội chụp ảnh khí quyển (AIA), Thí nghiệm biến đổi cực tím cực mạnh (EVE), cũng như các mảng năng lượng mặt trời và ăng ten thu được cao.
(Ảnh: © NASA.)
Đài thiên văn Động lực học Mặt trời là tàu vũ trụ của NASA được phóng vào năm 2010, để kịp thời bắt được vết đen mặt trời và hoạt động mặt trời ở đỉnh điểm vào năm 2013 như là một phần của chu kỳ 11 năm của mặt trời. Vệ tinh liên tục ghi lại các hình ảnh độ phân giải cao về bầu khí quyển của mặt trời một cách chi tiết chưa từng thấy trước đây.
Ngoài việc đơn giản là quan sát mặt trời, NASA đang sử dụng đài quan sát này để dự đoán tốt hơn về hoạt động của mặt trời. SDO nhằm mục đích cung cấp cái nhìn sâu sắc về cấu trúc của từ trường của mặt trời, cũng như cách năng lượng được truyền từ mặt trời vào không gian.
Cho đến nay, SDO đã thu được các góc nhìn độ phân giải cao của các ngọn lửa mặt trời, cung cấp thêm thông tin về dự đoán hoạt động từ tính và thậm chí đã bắt được hai hành tinh - Sao Kim và Sao Thủy - đi ngang qua mặt trời (từ góc nhìn của Trái đất.)
Chế độ xem IMAX
SDO là tàu thăm dò chương trình Living With a Star đầu tiên của NASA. Mặt trời là nguồn năng lượng và sự ấm áp vô giá cho hành tinh; tuy nhiên, sự biến đổi của nó có thể gây ra vấn đề. Một cơn bão mặt trời lớn có khả năng đánh bật các đường dây điện hoặc vệ tinh liên lạc chẳng hạn. Do đó, mục tiêu chính của chương trình là tìm hiểu lý do tại sao năng lượng của mặt trời thay đổi và làm thế nào nó có thể ảnh hưởng đến Trái đất.
Một thiết bị trên tàu là Hội chụp ảnh khí quyển, có thể ghi lại hình ảnh mặt trời ở độ phân giải IMAX. Với hình ảnh độ phân giải cao có sẵn trong hầu hết 10 bước sóng khả dụng cứ sau 10 giây, nó cho phép các nhà khoa học quan sát corona và xem bất kỳ thay đổi nào - bất kể nhiệt độ là bao nhiêu. Các quan sát liên tục dự kiến sẽ mang lại nhiều thông tin hơn về nguyên nhân của các vụ cháy mặt trời và phun trào vành.
Các thiết bị khác là Helioseismic và Imager từ tính, có thể theo dõi dòng điện và hoạt động từ tính trong corona, và Thí nghiệm biến đổi cực tím cực đoan, theo dõi phát xạ mặt trời cực tím.
Tàu vũ trụ ban đầu có tuổi thọ năm năm, nhưng đã kéo dài hơn chu kỳ mặt trời 11 năm và vẫn hoạt động tốt vào giữa năm 2018.
Ra mắt và năm đầu tiên trong không gian
SDO tốn 850 triệu đô la để xây dựng và ra mắt. Vệ tinh được đưa lên vũ trụ vào ngày 11 tháng 2 năm 2010, trên một tên lửa Atlas V từ Trạm Không quân Cape Canaveral ở Florida. Từ đó, vệ tinh được đặt trong một quỹ đạo không đồng bộ nghiêng, theo dõi một con đường tám hình mỗi ngày trên Trái đất khi nó quan sát mặt trời.
"Quỹ đạo không đồng bộ nghiêng của SDO đã được chọn để cho phép quan sát mặt trời liên tục và cho phép tốc độ dữ liệu đặc biệt cao của nó thông qua việc sử dụng một trạm mặt đất chuyên dụng duy nhất", theo trang web của Đài quan sát năng lượng mặt trời.
Những người kiểm soát đã kinh ngạc trước những gì SDO tạo ra trong năm đầu tiên quan sát, đặc biệt là quan điểm của nó về corona của mặt trời. Thông thường, phần mặt trời đó có thể nhìn thấy rõ nhất trong lúc nhật thực, nhưng với SDO, các nhà khoa học đã có thể xem những gì corona đang làm từ đầu đến bề mặt của mặt trời.
"Khoa học đang thực sự phát triển và rất thú vị khi tìm hiểu tất cả các khả năng của các thiết bị", Phil Chamberlin, phó nhà khoa học dự án SDO tại Trung tâm bay không gian Goddard ở Greenbelt, Md., Nói với Space.com vào năm 2011.
Nhiệm vụ chắc chắn đã vượt quá mong đợi của tôi cho đến nay - và kỳ vọng của tôi rất cao để bắt đầu. "
Tối đa mặt trời, sao Kim và 'lốc xoáy'
Khi mặt trời chuyển sang cực đại mặt trời (khi hoạt động của mặt trời cao nhất) vào năm 2013, khả năng của SDO thực sự bắt đầu tỏa sáng đối với các nhà thiên văn học. Một ngọn lửa mặt trời tháng Năm đã được chụp ở độ phân giải cao, với hình ảnh ở nhiều bước sóng cho thấy mức độ của vụ phun trào nổi bật. Tuy nhiên, ngọn lửa được coi là cỡ trung bình, có nghĩa là những vụ phun trào ngoạn mục hơn có thể xảy ra trước các máy ảnh.
Với mắt của SDO trên mặt trời, bất cứ thứ gì đi qua phía trước nó cũng có thể được chụp bằng camera. Một ví dụ đáng chú ý là Sao Kim, xuyên qua mặt trời (từ góc nhìn của Trái đất) ngày 5-6 tháng 6 năm 2012. Sự kiện này có thể dự đoán được nhưng cực kỳ hiếm; lần vận chuyển cuối cùng trước đó là vào năm 2004, nhưng lần tiếp theo sẽ không xảy ra cho đến năm 2117. Năm 2016, SDO cũng đã bắt được Sao Thủy đi ngang qua mặt trời. Quá cảnh tiếp theo sẽ xảy ra vào ngày 11 tháng 11 năm 2019.
Vào năm 2016, SDO đã chụp được một "cơn lốc xoáy" mặt trời rộng hơn năm lần so với Trái đất, di chuyển trên bề mặt của mặt trời - trong cả hình ảnh và video. Vào thời điểm đó, NASA cho biết đây có thể là lần đầu tiên một video bị bắt gặp về hoạt động này.
Lốc xoáy mặt trời được hình thành bởi từ trường của mặt trời; Ngược lại, lốc xoáy trên Trái đất xảy ra do hoạt động của gió. Nó cũng di chuyển nhanh hơn rất nhiều; các nhà khoa học ước tính cơn lốc xoáy của mặt trời lên tới 186.000 dặm / giờ (300.000 km / giờ), trong khi một cơn bão Trái đất thường không đi nhanh hơn khoảng 300 dặm / giờ (483 km / giờ).
Nhiều cơn lốc xoáy plasma này đã bị SDO bắt giữ, chẳng hạn như một cơn lốc xảy ra vào cuối năm 2015. Việc quan sát các sự kiện như thế này giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về các cơ chế cơ bản của quá trình sản xuất plasma của mặt trời.
Quan sát lâu dài
Các quan sát lâu dài về mặt trời của SDO cũng cho các nhà khoa học thấy khi có điều gì đó khác biệt đang xảy ra. Ví dụ, vào tháng 6 năm 2011, có một sự phóng đại khối coron ra một lượng lớn plasma hoặc khí quá nhiệt. Các nhà khoa học năm 2014 đã công bố kết quả cho biết họ quan sát thấy plasma tách thành "ngón tay" của vật chất theo cách tương tự đã được quan sát trong Tinh vân Con cua, một tàn dư siêu tân tinh. Đây là một cơ hội bất thường để nghiên cứu cái được gọi là hiện tượng Rayleigh - Taylor trên quy mô lớn.
Cũng trong năm 2014, các nhà khoa học đã quan sát các đường sức từ trường lặp lại và gây ra một vụ phun trào trong bầu khí quyển của mặt trời. Đoạn phim có độ phân giải cao được ghi lại bởi SDO đã xác nhận một lý thuyết đã được tổ chức trong nhiều năm. Các loại quan sát này sẽ giúp dễ dàng dự đoán nơi xảy ra các vụ cháy lớn, có thể bảo vệ cơ sở hạ tầng tốt hơn trên Trái đất, các nhà khoa học cho biết vào thời điểm đó.
SDO đã trải qua một thời gian ngắn trong năm 2016, khi nó không quay trở lại ngay lập tức vào chế độ khoa học sau khi xem mặt trăng đi qua mặt trời vào ngày 2 tháng 8. NASA đã phục hồi các thiết bị của tàu vũ trụ trong vòng một tuần. Cùng năm đó, SDO cũng đã ghi lại được cảnh quay về "lỗ vành" (một khu vực có vật liệu ít đậm đặc hơn) trong bầu khí quyển của mặt trời,
Năm 2017, NASA đã phát hành một video cho thấy 7 năm quan sát vết đen mặt trời của SDO. Cùng năm đó, SDO đã tham gia quan sát nhật thực toàn phần quét qua Hoa Kỳ vào tháng Tám. SDO thường xuyên chụp ảnh tất cả các nhật thực mà nó nhìn thấy, bao gồm một phần vào tháng 10 năm 2017 và nhật thực toàn phần vào ngày sinh nhật ra mắt vào ngày 11 tháng 2 năm 2018.
Vào ngày 6 tháng 9 năm 2017, mặt trời cho thấy nó vẫn có thể phát ra những ngọn lửa mặt trời khổng lồ ngay cả khi nó không hoạt động cao điểm. Nó phát ra một ngọn lửa X9.3, mạnh nhất kể từ năm 2006. Tháng 11 năm đó, SDO cũng nhìn thấy một dây tóc tròn - một đám mây gồm các hạt tích điện thường xuất hiện dưới dạng một sợi dài. NASA cho biết phát hiện này không đáng chú ý về mặt khoa học, nhưng vẫn thú vị vì đây là một quan điểm hiếm gặp.
SDO có một linh vật gà nổi tiếng tên là Camilla Corona SDO, người thường xuyên tham dự các sự kiện xã hội của NASA và thậm chí có lần đi khinh khí cầu đến rìa vũ trụ. Các linh vật đã được chỉ định lại cho công việc quan hệ công chúng nói chung hơn vào năm 2013.
