Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Наименование: 2. Исследование Земли и космоса
Цель: Цель направления - изучение физических процессов, происходящих на поверхности, в атмосфере и ионосфере Земли, изучение ближнего и дальнего космоса.
Основные положения: Одним из важнейших направлений применения космической техники для решения социально-экономических и научных задач является в настоящее время создание и развитие космических средств и технологий наблюдения Земли. По результатам таких наблюдений обнаруживаются, отождествляются и классифицируются физические объекты, фиксируется состояние и осуществляется мониторинг природохозяйственных объектов и процессов, связанных с природоохранной деятельностью, прогнозированием погоды, неблагоприятных и опасных гидрометеорологических явлений. Спутниковые наблюдения необходимы для оценки масштабов чрезвычайных ситуаций и принятия адекватных мер по минимизации причиняемого при их возникновении ущерба и уменьшению их последствий, для контроля за эффективностью производственных процессов, связанных с природопользованием, для изучения эволюции Земли и изменений окружающей среды и климата.

Исследование Земли из космоса с МКС осуществляется по следующим основным направлениям:

• исследование атмосферы и подстилающей поверхности;

• экологические исследования;

• изучение и диагностирование природных и техногенных катастроф;

• развитие новых методов и методик дистанционного зондирования;

• калибровка и интеркалибровка измерительной аппаратуры, валидация результа-

тов обработки экспериментальных данных;

• развитие новых технологий обработки и хранения информации, обмена данными.

Важной составляющей программы являются исследования по геофизике и изучению ОКП в том числе - изучение космической погоды, влияющей на торможение МКС, на функционирование наземных и космических технических систем, радиационную обстановку в ОКП и т.д. В рамках этого направления предполагаются наблюдения Солнца и солнечной активности, как основного источника формирования космической погоды в ОКП.

В солнечной физике на сегодняшний день существует целый ряд нерешенных фундаментальных задач, представляющих большой научный интерес. К наиболее известным из них можно отнести проблему коронального нагрева, механизмы развития вспышек и эруптивных процессов, формирование высокотемпературной плазмы в активных областях. Кроме того, актуальным направлением современной солнечной физики является прогнозирование геоэффективных процессов в атмосфере Солнца. Для исследования перечисленных научных задач необходимо проведение телескопических и спектроскопических наблюдений Солнца в широком энергетическом диапазоне.

В связи с отсутствием отечественных регулярных внеатмосферных наблюдений ультрафиолетового излучения Солнца, важного для формирования ионосферы, озоносферы (и в целом средней атмосферы и термосферы Земли) целесообразно проводить его мониторинг на МКС.

МКС является эффективным инструментом по изучению вертикального распределения температуры и плотности воздуха, вертикальных профилей спектра загрязняющих примесей в атмосфере Земли, в том числе тонкой слоистой структуры вертикального распределения озона и аэрозоля, а также пространственного распределения приземной двуокиси азота и других составляющих компонент атмосферы. Кроме того, необходимо продолжить исследования направленных на изучение и диагностирование природных и техногенных катастроф которые в дальнейшем должны проводиться по отдельной межведомственной целевой программе.

Технические и аппаратурные возможности МКС позволяют проводить исследования по изучению различных проявлений атмосферного электричества. Особый интерес последнее время вызывает изучение «экстремальных» вспышечных событий: самых мощных источников

УКВ излучения в земной атмосфере - компактных межоблачных разрядов, спрайтов, покрывающих большие пространства в стратосфере и мезосфере, а также синих джетов. Специально для проведения полномасштабных исследований указанных выше явлений был разработана микроспутниковая платформа «Чибис», запуск которой также осуществляется с использованием инфраструктуры РС МКС.

Установка на борту РС МКС радиоприемной аппаратуры навигационного диапазона позволит использовать радиосигналы спутниковых систем GPS/ГЛОНАСС и наземных передатчиков для отработки комбинированного метода радиозондирования ионосферы и выполнить исследования, направленные на решение задач повышения точности позиционирования пользователей навигационной системы ГЛОНАСС.

Активные методы изучения ионосферы и использование ионосферы как естественной плазменной лаборатории позволят изучить возможности формирования магнитосферного волновода для создания электромагнитного канала коммуникационной связи, оценить предельные техногенные нагрузки на ионосферную среду, выяснить эффекты нагрева ионосферы и инициирования геофизических явлений мощными радиопередатчиками и специальными нагревными стендами, изучить эффекты воздействия выбросов двигательных установок МКС на ионосферу и происходящие при этом релаксационные процессы в ионосферной плазме. Изучение плазменно-волновой обстановки в окрестности самой станции позволит понять фоновые условия для проведения других электромагнитных экспериментов и ограничения на точность проводимых измерений.

Эксперименты в рамках астрофизических и фундаментальных физических проблем дают значительный вклад в развитие представлений о структуре вещества Вселенной, о высокоэнергетических процессах, протекающих в космических объектах. Проведение аналогичных экспериментов с помощью наземных установок невозможно по принципиальным ограничениям из-за влияния атмосферы. Важно отметить, что проведение космического эксперимента позволяет достичь равномерного наблюдения всей небесной сферы в космических лучах предельно высоких энергий с помощью одного прибора, что недостижимо для наземных детекторов. Это делает возможным исследование анизотропии космического излучения на новом уровне и провести верификацию различий в данных наземных экспериментов.

В области гамма-астрономии разрабатываются проекты, направленные на измерение фоновых и вспышечных потоков линейчатого гамма-излучения в диапазоне энергий от 0,2 до 2,0

МэВ с помощью нового, не имеющего аналогов в практике космических исследований типа прибора - газовой ионизационной камеры с ксеноном при высоком давлении и исследование первичного гамма-излучения высокой энергии - от 1 до 1000 ГэВ.

Астрофотометрия решает три основные методические задачи: измерение блеска различных небесных объектов в единой шкале звездных величин, исследование изменения во времени величины потока световой энергии и изучение распределения энергии в спектре небесных объектов. В результате астрофотометрических измерений решается широкий круг проблем астрономии и астрофизики. В их числе определение галактических расстояний и изучение строения и эволюции Галактики, проблемы внутреннего строения и эволюции звезд и много другое.

Полученные результаты дадут ценную информацию о наблюдаемых объектах для астрономических исследований вообще и для астрофизики в частности, а также позволят создавать звездные каталоги для прикладных применений.

Целью исследования космических лучей является систематическое получение детальных энергетических спектров тяжелых ядер космических лучей внутри магнитосферы Земли в различные периоды солнечной активности с целью установления природы частиц (солнечного, галактического, магнитосферного или другого происхождения) путем сравнения с данными других экспериментов, выполненных на орбитах с различным наклонением внутри и вне магнитосферы при краткосрочных и длительных экспозициях.

Исследования частиц высоких энергий, рождающихся во Вселенной - чрезвычайно бурно развивающееся направление в связи с актуальными проблемами их происхождения. Результаты этих исследований закладывают основу нового направления исследования космических лучей высоких энергий с помощью космических аппаратов. Результаты исследований имеют первостепенное значение для понимания структуры Вселенной, развития её во времени и будут востребованы институтами и организациями, изучающими астрофизику и космологию. Результаты исследования в этой области будут иметь большое значение для физики элементарных частиц, физики высоких энергий и, в конечном счёте, для поиска новых источников энергии.

Поскольку размещение приборов и инструментов в космосе даёт возможность регистрировать электромагнитное излучение в диапазонах, в которых земная атмосфера непрозрачна, открывается возможность получить, например, полное изображение видимого полушария Луны в рентгеновских, ультрафиолетовых и инфракрасных лучах. Благодаря отсутствию атмосферы разрешающая способность таких инструментов в 7 – 10 раз больше, чем у аналогичных приборов, расположенных на Земле. Подобная информация окажется весьма полезной при предварительном выборе областей, обогащенных специфическими природными ресурсами (например, иридием), для последующих более детальных исследований. В качестве успешного изучения лунной поверхности с низкой околоземной орбиты можно привести результаты лунно-планетной программы космического телескопа «Хаббл».

Исследования возможностей построения инструментов с разделенными элементами являются необходимой частью (этапом) создания таких сверхбольших инструментов, как телескоп Френеля, который может быть использован для изучения экзопланет, исследования поведения материи в экстремальных условиях и др.

 


НаименованиеРуководительСостояниеПодробнее
Альфа-ЭлектронКолдашов С. В.Готовится
БазисПластинин Ю.А. Готовится
БТН-НейтронМитрофанов И. Г., ИКИ РАН, заведующий лабораторией, д.ф.-м.н. Реализуется
БТН-Нейтрон-2Митрофанов И. Г., ИКИ РАН, заведующий лабораторией, д.ф.-м.н. Готовится
ВетерСмирнов М.Т.Готовится
Волны Алпатов В.В., Институт прикладной геофизики, заведующий отделом, к.ф.-м.н.Завершен
ВсплескГальпер А.М.Завершен
ГидроксилКузнецов В.Д.Готовится
ГРИС – ФКИ – 1Котов Ю.Д.Готовится
Диатомея Виноградов М.Е., академик РАН Завершен
ДриадаКораблёв О. И., ИКИ РАНГотовится
ДубраваФедорчук Р.С.Реализуется
Импульс (1 этап) Ружин Ю.Я., ИЗМИРАН, зам. директора, д.ф.-м.н. Завершен
Импульс (2 этап)Ружин Ю.Я., ИЗМИРАН, зам. директора, д.ф.-м.н. Готовится
Ионозонд-ТГКДанилкин Н. П., Институт прикладной геофизики, д.ф.-м. н., профессор Готовится
ИФР-1Шноль С. Э., МГУ, каф. биофизики физического ф-та, главный научный сотрудник, д.б.н., профессорГотовится
КлиматИзраэль Ю. А., ГУ «ИГКЭ» Росгидромета и РАН, директор, д.ф.-м.н., академик РАН Готовится
КЛПВЭХренов Б. А. НИИЯФ МГУГотовится
КонвергенцияШарков Е. А., ИКИ РАН, зав.отделом, д.ф.-м.н., профессорГотовится
КортесКузин С.В., Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, зав. лаб., к.ф.-м.н.Готовится
Лира-БЗахаров А. И.Готовится
МВНСемена Н. П., ИКИ РАН, старший научный сотрудник, к.т.н.Готовится
МВН М-2Павлинский М. Н., ИКИ РАН, зам. директора, д.ф.-м.н.Готовится
Метрад Готовится
МикроспутникЗелёный Л. М., ИКИ РАН, директор, профессор, академик РАНЗавершен
МКС-ГлонассЛукин Д.С. Готовится
МКС-РСА(Р)Кутуза Б. Г., ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН, зав.лаборатории, д.ф-м.н., профессорГотовится
Молния-ГаммаВ.Д. КузнецовЗавершен
Молния-СМКузнецов В. Д.Завершен
Мониторинг-ДТРМеньшиков В.А., Ассоциации «МАКСМ», первый вице-президент-генеральный конструктор, д.т.н., профессорГотовится
Напор-миниРСАМикрин Е. А., ПАО РКК "Энергия", первый зам. ген. конструктора, академик РАНРеализуется
Обстановка (1 этап)Климов С.И., ИКИ РАН, в.н.с., зав.лаб., д.ф.-м.н. Завершен
Обстановка (2 этап)Климов С.И., ИКИ РАН, в.н.с., зав.лаб., д.ф.-м.н.Готовится
Плазма - МКСЛукьященко В. И.Завершен
Плазма-ПрогрессТвердохлебова Е.М., ФГУП ЦНИИмаш, нач.лаб., к.т.н.Завершен
Плазма-ЭРПТвердохлебова Е.М., ФГУП ЦНИИмаш, нач.лаб., к.т.н.Готовится
Планетный мониторингКораблёв О.И., ИКИ РАН, зам.директора, д.ф.-м.н.Готовится
ПлатанГагарин Ю. Ф.Завершен
Радар-ПрогрессШувалов В. А., ЦНИИмаш, нач. лаборатории, к.т.н., с.н.с.Завершен
РадиолокаторКараев В. Ю., Институт прикладной физики РАН, с.н.с., к.ф.-м.н.Готовится
РакурсБеляев А.НГотовится
РелаксацияПластинин Ю.А., ФГУП ЦНИИмаш, зам.нач.отделения-нач.отдела, к.т.н.Реализуется
РусалкаКораблёв О.И., ИКИ РАН, зам.директора, д.ф.-м.н.Завершен
СВЧ-радиометрияСмирнов М.Т.Завершен
СейнерВанюшин Г.П.Завершен
СейсмопрогнозКузнецов В.Д.Завершен
СеленометрияАбдусаматов Х. И., ГАО РАН, зав.сектором, д.ф.-м.н.Готовится
Скаттерометр-LСмирнов М.Т.Готовится
СОЛНЦЕ-ТЕРАГЕРЦ Готовится
СценарийБеляев М. Ю., ПАО РКК «Энергия», зам. рук. НТЦ - нач. отд., д.т.н., профессорРеализуется
Тахомаг-МКСКузнецов В. Д., ИЗМИРАН, директор, д.ф.-м.н.Готовится
ТерминаторБеляев А.Н.Готовится
ТрабантКлимов С.И., ИКИ РАН, зав.лаб., в.н.с., д.ф.-м.н. Готовится
УраганБеляев М. Ю., ПАО РКК «Энергия», зам. рук. НТЦ - нач. отд., д.т.н., профессорРеализуется
УФ АтмосфераХренов Б.А., НИИЯФ МГУ, в.н.с., д.ф.-м.н.Готовится
ФонСавиных В. П., Московский государственный университет геодезии и картографии, президент университета, д.т.н., член-корр. РАН, профессорГотовится
Чибис-АИ Готовится
ЭконОнуфриенко Ю. И., ЦПК, летчик-космонавт РФ Завершен
Экон-МОрешкин Г.Д., ЦПК им. Ю.А. Гагарина, зам.нач. 1-го управления по научно-исследовательской испытательной работе, к.т.н.Реализуется