太陽力学観測衛星(SDO )は、2010年から太陽を観測しているNASAのミッションです。 [ 4 ] 2010年2月11日に打ち上げられたこの観測衛星は、Living With a Star(LWS)プログラムの一部です。[ 5 ]
LWS プログラムの目標は、地球上の生命と社会に直接影響を与える太陽・地球連関システムの諸側面を効果的に扱うために必要な科学的理解を深めることです。SDO の目標は、太陽大気を空間と時間の小さなスケールで、かつ多くの波長で同時に研究することにより、太陽が地球および地球近傍宇宙に及ぼす影響を理解することです。SDO は、太陽の磁場がどのように生成され構造化されるか、この蓄積された磁気エネルギーがどのように変換され、太陽風、高エネルギー粒子、太陽放射照度の変動という形で太陽圏と地球空間に放出されるかを調査してきました。[ 6 ]
SDO宇宙船は、メリーランド州グリーンベルトにあるNASAゴダード宇宙飛行センターで開発され、2010年2月11日にケープカナベラル空軍基地(CCAFS)から打ち上げられました。主要ミッションは5年3ヶ月続き、消耗品は少なくとも10年間使用できると予想されています。[ 7 ] SDOは、太陽・太陽圏観測衛星(SOHO)の後継ミッションとみなす人もいます。[ 8 ]
SDOは、2つの太陽電池アレイと2つの高利得アンテナを備えた、3軸安定化された宇宙機であり、地球を周回する傾斜した静止軌道上にある。
この宇宙船には3つの観測機器が搭載されている。
航空機によって収集されたデータは、受信後できるだけ早く利用可能になります。[ 9 ]
2020年2月現在、SDOは2030年まで運用が継続される見込みである。[ 10 ] 2025年8月、NASAとIBMは、SDOの9年間の観測データに基づいて訓練された人工知能モデルであるSurya Heliophysics Foundational Modelを発表した。このモデルは、衛星運用者に早期警報を提供するのに使用でき、太陽の紫外線出力が地球の上層大気にどのように影響するかを科学者が予測するのに役立つ。[ 11 ]

カリフォルニア州スタンフォードにあるスタンフォード大学が主導する太陽地震・磁気撮像装置(HMI)は、太陽の変動性を研究し、太陽内部と磁気活動のさまざまな要素を特徴づけます。HMIは、太陽の円盤全体を観測し、太陽内のさまざまな金属の集中度に重点を置くことで、縦方向およびベクトル磁場の高解像度測定を行います。具体的には、太陽スペクトルの617.3 nmフラウンホーファー線を中心としたさまざまな使用可能な周波数の光を、リオフィルターと2つのマイケルソン干渉計を含む5つのフィルター機器に通して、ドップラー画像と磁気図を迅速かつ頻繁に作成します。円盤全体に焦点を合わせ、高度な磁力計を使用することで、限られた磁気データで視線内にしか焦点を合わせることができなかったSOHOのMDI機器の能力が向上します。 [ 12 ] [ 13 ]
HMIは、太陽変動の内部発生源とメカニズム、および太陽内部の物理プロセスが表面磁場と活動にどのように関連しているかを決定するためのデータを生成します。また、太陽大気の変動の研究のためにコロナ磁場を推定するためのデータも生成します。HMIの観測により、太陽変動とその影響を理解するために、内部ダイナミクスと磁気活動の関係を確立することが可能になります。[ 14 ]
極端紫外線変動実験 (EVE) は、TIMED SEE、SOHO、SORCE XPSによる以前の測定よりもスペクトル分解能、時間的周期、精度、および確度が向上した太陽の極端紫外線放射照度を測定します。EVE の重要な要件のいくつかは、0.1 nm のスペクトル分解能と 20 秒周期で太陽 EUV 放射照度スペクトルを測定することです。これらの要件により、すべての EUV 波長を同時に測定できるように、アレイ検出器を備えた回折格子分光器が EVE の設計に組み込まれています。この装置は、太陽EUV変動と太陽の磁場変動の変化との関係についての科学的理解を深めるために、物理ベースのモデルを組み込んでいます。 [ 15 ]
太陽から放出される高エネルギー極端紫外線光子は、主に地球の上層大気を加熱し、電離層を形成するものです。太陽の極端紫外線放射量は、瞬間的にも太陽の11年周期の太陽活動周期においても常に変化しており、これらの変化は、大気加熱、衛星の抵抗、全地球測位システム(GPS)の障害を含む通信システムの劣化に大きな影響を与えるため、理解しておくことが重要です。[ 16 ]
EVE機器パッケージは、コロラド大学ボルダー校の大気宇宙物理学研究所(LASP)がトム・ウッズ博士を主任研究員として構築し[ 7 ]、2007年9月7日にNASAゴダード宇宙飛行センターに納入されました[ 17 ]。この機器は、波長30nm以下のスペクトル分解能測定において最大70%の改善、および100%デューティサイクル で10秒ごとに測定を行うことで時間間隔を30%改善します[ 16 ]。
ロッキード・マーティン太陽・天体物理学研究所(LMSAL)が主導する大気画像観測装置(AIA)は、 7つの極端紫外線(EUV)チャンネルで太陽彩層とコロナの全円盤観測を連続的に行い、その温度範囲は約2万ケルビンから2000万ケルビン以上までをカバーしています。4096×4096ピクセルの画像(解像度0.6秒角/ピクセル)を12秒間隔で取得する画像ストリームは、進化し続ける太陽外層大気内で発生する様々な現象をかつてないほど詳細に捉えています。
AIAの科学調査はLMSALが主導しており、LMSALは装置の運用も行い、スタンフォード大学と共同で、世界中の科学コミュニティや一般の人々にすべてのデータを提供する合同科学運用センターを運営しています。LMSALは装置全体の設計を行い、その開発と統合を主導しました。装置に個別の光フィードを提供する4つの望遠鏡は、スミソニアン天体物理観測所(SAO)で設計および製造されました。[ 18 ] 2010年5月1日に運用段階を開始して以来、AIAは前例のないEUV画像品質で正常に動作しています。
スペクトルのさまざまな領域における太陽の写真は、NASAのSDOデータウェブサイトで見ることができます。[ 20 ]ミッション中の任意の日(最後の30分以内を含む)に撮影された太陽の画像と動画は、The Sun Todayで見ることができます。
SDOは、搭載されている2つの高利得アンテナから科学データ( Kバンド)を、搭載されている2つの全方向性アンテナからテレメトリ(Sバンド)をダウンリンクします。地上局は、ニューメキシコ州ホワイトサンズミサイル射場にある、SDO専用に建設された2つの専用(冗長)18メートル無線アンテナで構成されています。ミッション管制官は、NASAゴダード宇宙飛行センターのミッション運用センターから宇宙船を遠隔操作します。データレートの合計は約130 Mbit/s(オーバーヘッドを含めると150 Mbit/s、またはレート1/2畳み込み符号化で300 Msymbols/s )で、宇宙船は1日あたり約1.5テラバイトのデータを生成します(約50万曲のダウンロードに相当)。[ 7 ]
NASAのケネディ宇宙センターの打ち上げサービスプログラムがペイロードの統合と打ち上げを管理した。[ 23 ] SDOは、進化型使い捨て打ち上げロケット(EELV)プログラムの要件を満たすために開発されたRD-180エンジン搭載の共通コアブースターを備えたアトラスV -401ロケットを使用して、ケープカナベラル宇宙発射複合施設41 (SLC-41)から打ち上げられた。[ 24 ]
幻日現象:打ち上げ直後、SDOのアトラスVロケットは巻雲を突き抜け、空に目に見える衝撃波が発生し、見物人に見える幻日を形成していた氷晶の配列が破壊された。[ 25 ]
打ち上げ後、宇宙船はアトラスVから地球周回軌道に投入され、初期近地点は約2,500 km (1,600 mi)であった。[ 26 ]

その後、SDOは数週間にわたって一連の軌道上昇操作を行い、高度35,789 km (22,238マイル) 、西経102° 、傾斜角28.5°の計画された円形静止軌道に到達するまで軌道を調整した。[ 26 ]この軌道は、固定地上局との間で24時間365日の通信を可能にし、日食を1日約1時間、1年に数週間だけ最小限に抑えるために選択された。
カミラ・コロナはゴム製のニワトリで、SDOのミッションマスコットです。教育および広報チームの一員として、主に子供たちにSDOミッション、太陽や宇宙天気に関する事実を教育するさまざまな機能を支援しています。[ 27 ]カミラはまた、他のNASAミッションや宇宙関連プロジェクトについて一般の人々に情報を提供するのにも役立っています。カミラ・コロナSDOはソーシャルメディアを使用してファンと交流しています。

2021年、米国郵政公社は太陽力学観測所が撮影した太陽の画像を使用した永久切手シリーズを発行した。 [ 28 ]