Обсерватория SOHO: три десятилетия непрерывных наблюдений за Солнцем



Второе декабря 1995 года ознаменовалось запуском Солнечной и гелиосферной обсерватории ESA/NASA (SOHO). Изначально рассчитанная на два года работы, эта миссия превзошла все ожидания, став одним из самых долгоживущих космических проектов. Расположенная в 1,5 миллионах километров от Земли, между нашей планетой и Солнцем, SOHO обеспечивает непрерывный обзор солнечной поверхности. С момента своего запуска она предоставила почти непрерывные данные о солнечной активности, охватывающие почти три полных 11-летних солнечных цикла.

«Это свидетельство изобретательности наших инженеров, операторов и ученых, а также международного сотрудничества, что эта миссия превзошла все ожидания», — отмечает профессор Кэрол Манделл, директор по науке ESA. — «SOHO преодолела невероятные трудности, чтобы стать одной из самых долго работающих космических миссий всех времен». Важность SOHO для глобального научного сообщества также подчеркивает НАСА. «Миссия SOHO — прекрасный пример невероятного партнерства между NASA и ESA», — добавляет Ники Фокс, заместитель администратора Управления научной миссии в штаб-квартире NASA в Вашингтоне. — «Поздравляем команды NASA и ESA с потрясающими тридцатью годами совместной работы».

Несмотря на выдающиеся достижения, путь SOHO не был гладким. Примерно через два с половиной года после запуска космический аппарат столкнулся с серьезной неисправностью, которая привела к неконтролируемому вращению и потере связи с Землей. В течение трех месяцев международная команда непрерывно работала, чтобы найти аппарат и вернуть его к жизни. Еще одна серьезная проблема возникла в ноябре и декабре 1998 года, когда отказали его стабилизирующие гироскопы. Инженеры оперативно разработали новое программное обеспечение, и уже к февралю 1999 года SOHO могла функционировать без гироскопов. Этот прорыв позволил ей продолжить сбор данных, которые впоследствии изменили область солнечной науки.

«SOHO стала пионером в новых областях солнечной науки. Она изменила правила игры в изучении космической погоды, обеспечивая мониторинг Солнца в реальном времени для прогнозирования потенциально опасных солнечных бурь, движущихся к Земле, и ее наследие продолжает направлять будущие миссии», — говорит Даниэль Мюллер, научный сотрудник ESA по проектам SOHO и Solar Orbiter. Даже спустя три десятилетия SOHO продолжает поставлять высококачественные данные, а сотни научных статей ежегодно подтверждают ее выдающую продуктивность. Недавняя статья Даниэля Мюллера «30-летнее наследие SOHO в наблюдениях за Солнцем», опубликованная в Nature Astronomy 2 декабря 2025 года, детально описывает ключевые достижения обсерватории.

SOHO сыграла ключевую роль в развитии гелиосейсмологии — науки, изучающей внутреннее строение Солнца по распространению звуковых волн, подобно тому, как сейсмические волны раскрывают внутреннюю структуру Земли. В начале своей миссии SOHO впервые зафиксировала плазменные потоки (электрически заряженный материал) под солнечной поверхностью, предоставив ученым беспрецедентный взгляд внутрь Солнца. Благодаря столь длительной работе SOHO исследователи смогли ответить на давний вопрос: плазма циркулирует в пределах каждого полушария Солнца по единой петле, или ячейке, а не по нескольким, как предполагалось ранее. Наблюдения показывают, что плазме требуется примерно 22 года для завершения полного цикла. Она поднимается из районов вблизи экватора к полюсам, затем опускается глубоко внутрь Солнца и движется обратно к экватору. Этот временной интервал соответствует магнитному циклу Солнца и помогает объяснить, почему солнечные пятна, образующиеся при прорыве сильных магнитных полей через поверхность, имеют тенденцию появляться все ближе к экватору по мере развития каждого солнечного цикла.

Измерение энергии, излучаемой Солнцем, критически важно для понимания его влияния на атмосферу и климат Земли. Наблюдения SOHO, объединенные с более ранними данными, теперь представляют собой почти пятидесятилетний непрерывный ряд высококачественных измерений. Ученые обнаружили, что общая выходная энергия Солнца меняется очень незначительно — всего на 0,06% за солнечный цикл. Однако его экстремальное ультрафиолетовое излучение изменяется гораздо более существенно, удваиваясь между солнечным минимумом и максимумом. Эта форма излучения влияет на химический состав и температуру в верхних слоях атмосферы Земли, но не является прямой причиной долгосрочной тенденции потепления у поверхности планеты.

Значение SOHO для мониторинга космической погоды настолько велико, что ее роль была закреплена в законе США в октябре 2020 года. Закон «Содействие исследованиям и наблюдениям космической погоды для улучшения прогнозирования на завтра» (PROSWIFT) особо упоминает прибор Large Angle and Spectrometric Coronagraph (LASCO) обсерватории SOHO. LASCO — это коронограф, телескоп с диском, закрывающим центральную часть обзора. Блокируя прямой свет, исходящий от Солнца, прибор может видеть свет от окружающей атмосферы, называемой короной. Это позволяет наблюдать корональные выбросы массы — крупные извержения солнечного материала и магнитных полей — в момент их отрыва от Солнца, обеспечивая до трех дней предупреждения о потенциально разрушительной космической погоде, приближающейся к Земле.

Неожиданным, но весьма успешным оказалось применение телескопа SOHO для поиска комет. Благодаря экранирующему эффекту коронографа SOHO становятся видимыми так называемые «солнцецарапающие» кометы — те, что очень близко подходят к Солнцу. Однако не все кометы, обнаруженные SOHO, являются «солнцецарапающими». Например, обсерватория также запечатлела комету Цзиньшань-ATLAS, известную как «Великая комета 2024 года», непериодическую комету из дальних пределов Солнечной системы. В марте 2024 года SOHO обнаружила свою 5000-ю комету, став самым продуктивным «охотником» за кометами в истории. Большинство из них были найдены гражданскими учеными по всему миру через проект Sungrazer Project. Эти наблюдения предоставили ценные данные о движении, составе и образовании пыли комет.

Долговечность и достижения SOHO оказали глубокое влияние на разработку и цели последующих солнечных обсерваторий, а также на подходы к сотрудничеству в космических исследованиях. SOHO также помогла установить стандарты для открытых данных и международного взаимодействия в солнечных исследованиях. Например, миссия Solar Orbiter под руководством ESA фотографирует солнечные полюса с более высоких широт и подлетает гораздо ближе к Солнцу, причем многие ее приборы являются преемниками технологий SOHO. Аналогично, обсерватория NASA Solar Dynamics Observatory несет улучшенные версии приборов SOHO для продолжения наследия, начатого SOHO в области полнодисковой визуализации и гелиосейсмологии. Более того, SOHO часто участвует в «многоточечных» измерениях, предоставляя важный контекст для Solar Orbiter и зонда NASA Parker Solar Probe, когда они совершают свои уникальные орбитальные полеты вокруг Солнца. Совсем недавно ракета Proba-3 ESA поднялась в небо, чтобы открыть новые виды на слабую корону Солнца, в то время как предстоящая миссия Vigil от Агентства станет первой, кто будет наблюдать за Солнцем со «стороны», обнаруживая солнечные бури до того, как они попадут в поле зрения SOHO.

«SOHO — это всесторонне сияющий успех, благодаря самоотверженности команд, которые поддерживают работу этой невероятной машины», — заключает Даниэль Мюллер. — «Ее научные данные остаются ценными и актуальными, служа поколениям ученых, и я уверен, что ее наследие будет направлять солнечную науку на десятилетия вперед».