Solar Orbiter bude pozorovať Slnko z excentrickej obežnej dráhy s perihéliom ~ 60 slnečných polomerov (RS), alebo 0,284 au.[2] Počas plánovanej 7-ročnej misie sa orbitálny sklon zvýši asi na 25°.[3]
Sonda sa každých päť mesiacov priblíži k Slnku tak, aby sa umožnilo opakované štúdium tej istej oblasti slnečnej atmosféry. Solar Orbiter bude pozorovať hromadenie magnetickej aktivity v atmosfére, ktorá môže viesť k silným slnečným erupciám.
Vedci budú mať tiež možnosť koordinovať pozorovania s misiou Parker Solar Probe (2018–2025) agentúry NASA, ktorá vykonáva merania koróny Slnka.
Cieľom misie je vykonať detailné štúdie Slnka a jeho vnútornej heliosféry s vysokým rozlíšením, ktoré pomôžu nájsť odpovede na tieto otázky:
ako solárne prechody poháňajú variabilitu heliosféry?
ako solárne erupcie produkujú energetické častice žiarenia vypĺňajúce heliosféru?
ako funguje solárne dynamo a riadi vzťah medzi Slnkom a heliosférou?
Užitočné zaťaženie na vedecké účely sa skladá z:[4]
Heliosférické nástroje
Solar Wind Analyzer (SWA): Na meranie vlastností a zloženia slnečného vetra.[5] Má tri senzory. Doska senzora PAS vznikla v spolupráci Českej akademie vied s Karlovou Univerzitou.[6]
Detektor energetických častíc (EPD): Na meranie supratermálnych iónov, elektrónov, neutrálnych atómov, ako aj energetických častíc v energetickom rozsahu od 0,002 MeV až 20 MeV pre elektróny, 0,003 MeV až 100 MeV pre protóny, 0,008 MeV/n až 200 MeV/n pre ťažké ióny.[7]
Analyzátor rádiových a plazmových vĺn (RPW): Na meranie magnetických a elektrických polí vo vysokom časovom rozlíšení.[9] Jeho súčasťou je aj český prístroj Time Domain Sampler (TDS). TDS vykoná digitalizáciu kriviek elektrického a magnetického poľa vo frekvenčnom rozsahu od 100 Hz do 250 kHz. Tieto budú predbežne spracované a výber potenciálne zaujímavých udalostí sa uloží do vnútornej pamäte a neskôr sa prenesie na zem.[9][6]
Solárne prístroje na diaľkové snímanie
Polarimetrické a helioseizmické zobrazovače (PHI): Poskytujúce merania fotosférického magnetického poľa celého disku vo vysokom rozlíšení[10]
Zobrazovač EUV celého Slnka a s vysokým rozlíšením (EUI): Na zobrazenie rôznych vrstiev slnečnej atmosféry[11]
EUV spektrálny zobrazovač (SPICE): Poskytujúci spektrálne zobrazovanie slnečnej fotosféry a koróny charakterizujúce plazmové vlastnosti na Slnku[12][13]
Spektrometrický ďalekohľad pre zobrazovanie röntgenových lúčov (STIX): Poskytujúci zobrazovaciu spektroskopiu tepelnej a netepelnej slnečnej röntgenovej emisie od 4 do 150 keV
Koronograf (Metis): navrhnutý pre súčasné zobrazovanie viditeľnej a ultrafialovej emisie slnečnej koróny, umožní diagnostikovať štruktúry a dynamiku celej koróny[14]
Heliospheric Imager (SoloHI): Na zobrazenie kvázi stálych a prechodných tokov slnečného vetra (poskytnuté USA)[15]
apríl 2012: zadanie zákazky na výstavbu vo výške 300 miliónov EUR spoločnosti Astrium UK.[16]
jún 2014: dokončenie 2-týždňového testu ohrevu slnečného štítu.[17]
september 2018: Solar Orbiter je dodaný do IABG v Nemecku, kde začali environmentálne testy.[18]
február 2020: Solar Orbiter bol vynesený na svoju trajektóriu pomocou rakety Atlas V 411.[19]
Oneskorenie štartu
V apríli 2015 bol plán štartu od júla 2017 do októbra 2018.[20] V auguste 2017 bol plán štartu február 2019.[21] Štart bol naplánovaný na 10. februára 2020 04:03 UTC na rakete Atlas V 411[22] a v tomto termíne aj prebehol.
Trajektória orbitera
Od štartu bude Solar Orbiteru trvať približne 3,5 roka, pri použití opakovanej gravitačnej asistencie Zeme a Venuše, aby dosiahol svoju operačnú dráhu, eliptickú obežnú dráhu s perihéliom 0,28 au a s aphéliom 0,9 au. Počas očakávaných 7 rokov trvania misie použije ďalšiu gravitačnú pomoc Venuše, aby zvýšil svoj sklon k rovníku Slnka z 0° na 25°[23], čo mu umožní lepší pohľad na póly Slnka. Ak bude schválená predĺžená misia, sklon by sa mohol ďalej zväčšiť na 34°.[24][25] Sklon rotačnej osi Slnka k eklitike je 7,25°.
9. augusta 2021 urobila sonda Solar Orbiter jeden zo svojich manévrov pri Venuši. Len o 33 hodín neskôr preletela okolo Venuše aj sonda BepiColombo. Takýto ojedinelý krátko po sebe nasledujúci prelet dvoch sond poskytol jedinečný pohľad na túto planétu. Sondy boli od seba aj v dobe maximálneho priblíženia vzdialené vyše pol milióna km.[26]
UCL. Solar Orbiter & Sensor Locations [online]. UCL Department of Space and Climate Physics, 2018-07-23, [cit. 2020-02-08]. Dostupné online. (po anglicky)