Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Шифр эксперимента: Радар-Прогресс
Направление НПИ: 2. Исследование Земли и космоса
Секция КНТС: 4. Солнечная система
Наименование эксперимента: Исследование наземными средствами наблюдения отражательных характеристик плазменных неоднородностей, генерируемых в ионосфере при работе бортовых двигателей ТГК «Прогресс»
Цель эксперимента:

Определение пространственно-временных зависимостей плотности, температуры, ионного состава локальных неоднородностей ионосферы, возникающих в результате работы бортовых ЖРД.

Описание эксперимента:

Плазменное окружение КА можно условно ограничить линейным размером порядка размера аппарата. Применительно к Международной космической станции (МКС) это расстояние порядка 100м. Первые результаты КЭ показывают, что зона плазменных возмущений, генерируемых при работе бортовых двигателей, распространяется на несколько десятков километров и существует более десяти минут. Дрейф возникающих неоднородностей определяется такими факторами, как направление скорости струи, индукцией геомагнитного поля, направлением термосферных ветров и некоторыми другими, пока слабоизученными. При этом в зоне неоднородности меняется не только плотность и температура плазмы, но и ее ионный состав.

Отличительной особенностью КЭ «Радар-Прогресс» является слабое воздействие выхлопных струй на ионосферу. Но именно такие возмущения, образующиеся в ионосфере, наиболее близки к природным, естественным. Поэтому изучение процессов образования, эволюции, динамических характеристик таких искусственно создаваемых возмущений в нужном месте и нужное время крайне важно. Не менее важны экспериментальные результаты для разработки теоретических и математических моделей процессов генерации и эволюции плазменных неоднородностей в ионосфере. Особенности процессов взаимодействия искусственных плазменных образований с магнитным полем Земли и ионосферной плазмой стали целью многочисленных и разнообразных плазменных экспериментов в космосе.

Такие эксперименты открывают большие возможности в имитации и инициировании природных явлений, возникающих при различных геомагнитных возмущениях, а также в диагностике околоземной плазмы. Так, искусственные плазменные образования являются своеобразным зондом, с помощью которого можно исследовать такие основные характеристики околоземного космического пространства, как магнитные и электрические поля, плотность и температура ионосферной плазмы, ее волновые свойства, поведение в возмущенных условиях.

КЭ «Радар-Прогресс» проводится на этапе автономного полета ТГК «Прогресс» после его отделения от МКС. Сеансы КЭ проводятся сериями по 5-6 сеансов, из расчета 1 сеанс в сутки.

Для этого РКК «Энергия» выпускает Техническое решение (ТР) по исходным данным, предоставляемым Постановщиком – ЦНИИмаш. В исходных данных указывается приблизительный период, когда желательно провести эксперимент, координаты РНР и координаты его зоны обзора, желательные направления инжекции реактивной струи, тип двигателя и длительность включения. При необходимости указываются также и требования по включению дополнительных бортовых устройств (телекамеры, УКВ-передатчика, и др.). На основе ТР Центр математического моделирования проводит серию необходимых баллистических расчетов и выдает данные целеуказания на средства наблюдения (РНР, оптический телескоп, цифровой ионозонд и др.). Расчеты проводятся как минимум в два этапа: предварительные за несколько дней до сеанса КЭ и окончательные за сутки до проведения сеанса КЭ. По результатам предварительных расчетов составляется программа полета конкретного ТГК, которая предусматривает несколько вариантов построения нужной для КЭ ориентации ТГК, включение и выключение двигателя в зоне видимости наземных средств. Телеметрия с борта ТГК передается в ЦУП средствами ЦЭНКИ. ЦУП выделяет целевую информацию и передает Постановщику.

Новизна эксперимента:

В последние годы эта область космических исследований бурно прогрессирует, что объясняется, прежде всего, появлением новых экспериментальных возможностей, связанных с развитием, как космической техники, так и экспериментальных методов исследования ионосферной плазмы. Зарубежные исследования влияния бортовых двигателей на околообъектовое пространство и ионосферу проводились в прошлом достаточно широко, ведутся и сейчас.

КЭ «Радар-Прогресс» выгодно отличается от зарубежных аналогов, т.к. благодаря специальной программе включений двигателей есть возможность выделить именно их влияние на фоне возмущений, вносимых пролетом КА в ионосфере.

Научная аппаратура:

Для проведения КЭ не требуется разработки специальной аппаратуры. Аппаратная поддержка эксперимента осуществляется штатной двигательной установкой ТГК «Прогресс», штатной радиоаппаратурой УКВ-диапазона (ТОРУ) и наземными средствами радионаблюдения. Бортовая радиоаппаратура должна генерировать радиоизлучение на частоте 100-150 МГц в направлении на наземные средства наблюдения.

Наземные средства:

Радар некогерентного рассеяния ИСЗФ СО РАН (г.Иркутск).

Телескоп АЗТ 33ИК.

Катадиоптрический телескоп (на общей монтировке с АЗТ33).

4-х канальный фотометр «Феникс»

CCD-камера TEC-1024.

Цифровой ионозонд DPS-4.

Цифровой УКВ радиоприемник ADMDDC4x16 v3.0.

Ожидаемые результаты:

Данные об уровне и пространственно-временных характеристиках возмущений плотности, температуры и ионного состава плазменных неоднородностей, обусловленных работой ЖРД, в зависимости от направления инжекции струи относительно скорости полета КА и направления солнечного излучения. Сведения о влиянии сезонных вариаций параметров ионосферы и уровня солнечной активности на скорость и направление дрейфа локальных ионосферных неоднородностей. 6.3 Верифицированные математические модели и программное обеспечение для расчета пространственно - временных характеристик околообъектовых плазменных образований.

Результаты исследований, проводимые в рамках КЭ "Радар-Прогресс", предполагается использовать для решения задач по фундаментальному направлению "Современные проблемы исследования космического пространства, включая физику околоземного космического пространства, ионосферы и атмосферы, изучение солнечно-земных связей, развитие методов и аппаратуры исследований в области геофизики".

Полученные результаты:

 

Сроки проведения: 2010 – 2013 гг.
Состояние эксперимента: Завершен
Организация постановщик: ЦНИИмаш
Организации участники: Институт солнечно-земной физики (ИСЗФ) СО РАН (г. Иркутск) Открытое акционерное общество «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва» (РКК «Энергия»)
Научный руководитель: Шувалов В. А., ЦНИИмаш, нач. лаборатории, к.т.н., с.н.с.
Публикации по эксперименту:

Список публикаций в процессе редактирования.

Последнее обновление: 16.11.2017

Информационная справка

Программы

Изображения