Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Шифр эксперимента: Плазма-Прогресс
Направление НПИ: 2. Исследование Земли и космоса
Секция КНТС: 4. Солнечная система
Наименование эксперимента: Исследование наземными средствами наблюдения отражательных характеристик плазменного окружения космического аппарата при работе бортовых двигателей
Цель эксперимента:

Определить пространственно-временные зависимости плотности плазменного окружения космического аппарата, возникающего при работе на его борту жидкостных ракетных двигателей.

Описание эксперимента:

Космический эксперимент "Плазма-Прогресс" проводился на этапе автономного полёта транспортного грузового корабля (ТГК) "Прогресс" после его отстыковки от МКС. Во время пролётов ТГК "Прогресс" в зоне наблюдения иркутского радара некогерентного рассеяния (РНР) включались бортовые ЖРД. От сеанса к сеансу варьировались направление истечения выхлопной струи, направление освещенности факела ЖРД Солнцем и направление скорости струи относительно вектора магнитного поля Земли. Одновременно с параметрами создаваемых ионосферных возмущений регистрировались и фоновые, невозмущенные значения ионосферы на трассе зондирования.

Для каждого сеанса КЭ проводились следующие экспериментальные и теоретические работы:

- измерения и анализ отражательных характеристик плазменного окружения ТГК и самого корабля в оптическом и радио диапазоне при включенных и выключенных ДУ;

- компьютерный и теоретический анализ полученных данных РНР и определение параметров крупномасштабных ионосферных неоднородностей, образующихся при работе ДУ ТГК “Прогресс”;

- анализ влияния струй ДУ на радиооблик ТГК в диапазоне частот РНР;

- анализ ионосферных параметров в областях пролетов ТГК “Прогресс” при включенных и выключенных ДУ, полученных на цифровом ионозонде DPS-4 в г. Иркутске;

- компьютерная обработка данных GPS и анализ изменений полного электронного содержания в области пролетов ТГК “Прогресс” во время включения ДУ.

Новизна эксперимента:

В ходе КЭ «Плазма-Прогресс» с использованием единственного в России радара некогерентного рассеяния проведены измерения параметров ионосферного плазменного окружения и отражательных характеристик ТГК "Прогресс" при включенных и выключенных двигателях.

Научная аппаратура:

Аппаратная поддержка эксперимента осуществлялась штатной двигательной установкой ТГК «Прогресс» и комплексом наземных средств наблюдения.

Измерения проводились средствами наземного радио-оптического комплекса (РОК) института солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЗФ СО РАН) в составе:

- Иркутский радар некогерентного рассеяния (РНР);

- оптический телескоп АЗТ 33ИК, работающий в видимом и инфракрасном диапазонах электромагнитного спектра;

- оптический телескоп АЗТ 14А;

- 4-х канальный фотометр «Феникс»;

- CCD камера ночного неба на основе аппарата Nikon Coolpix 5400;

- ионосферный дигизонд,

- с привлечением данных приёмных станции GPS по трассе полёта.

Основным средством измерения был РНР (см.рисунок).

Ожидаемые результаты:

В результате выполнения КЭ ожидалось получить следующие 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.

- Верифицированные математические модели и программное обеспечение для расчета пространственно - временных характеристик околообъектовых плазменных образований.

Полученные результаты:

Результаты КЭ изложены в 5-ти экспресс-отчётах, 2-х годовых отчётах и в итоговом отчёте.

В ходе КЭ «Плазма-Прогресс» получены результаты:

- измерений параметров ионосферного плазменного окружения и отражательных характеристик ТГК "Прогресс" при включенных и выключенных двигателях ЖРД;

- компьютерного и теоретического анализа полученных данных на РНР для определения параметров крупномасштабных плазменных образований, образующихся при работе ЖРД ТГК "Прогресс";

- сопоставительного анализа отражательных характеристик МКС с ТГК "Прогресс" при работающих и неработающих ЖРД;

- сравнительного анализа ионосферных параметров в областях пролетов ТГК "Прогресс" при включенных и выключенных ЖРД, проведенные на цифровом ионозонде DPS-4 в г. Иркутске;

- результаты измерений полного электронного содержания в области пролёта ТГК "Прогресс" во время включения ЖРД.

Сроки проведения: Согласно ТЗ количество лет реализации КЭ «Плазма-Прогресс» – 5 лет - с 2006 по 2010 год; количество сеансов: общее 50, в год - 10 сеансов. КЭ проводился 3 года, с 2007 по 2009гг. За время выполнения программы КЭ «Плазма-Прогресс» было проведено 29 сеансов. В конце 2009 года на основании уже полученных результатов КЭ «Плазма-Прогресс» был прекращён, а проводившиеся по нему исследования были продолжены в формате нового КЭ «Радар-Прогресс».
Состояние эксперимента: Завершен
Организация постановщик: ФГУП ЦНИИмаш
Организации участники: Государственное учреждение «Институт солнечно-земной физики СО РАН»
Научный руководитель: Твердохлебова Е.М., ФГУП ЦНИИмаш, нач.лаб., к.т.н.
Публикации по эксперименту:

1. Твердохлебова Е.М., Корсун А.Г., Габдуллин Ф.Ф. Динамика искусственных плазменных образований в космосе. В сб. Модель космоса. Том II. Воздействие космической среды на материалы и оборудование космических аппаратов. Под ред. Проф. Л.С. Новикова ISBN 978-5-98227-418-2, 978-5-98227-420-5 М.: Книжный дом Университет (КДУ), 2007 – 1142 с.

2. А.Г. Корсун, Е.М. Твердохлебова, Ф.Ф. Габдуллин, А.И. Манжелей, В.В. Хахинов, В.П. Лебедев. Исследование методами радиозондирования характеристик плазменного окружения низкоорбитальных КА. Научно-техническая конференция по основным результатам научно-прикладных исследований на РС МКС. Королёв, ЦНИИмаш, февраль, 2007

3. Ф.Ф.Габдуллин, А.Г.Корсун, Е.М.Твердохлебова, В.В.Хахинов,В.П.Лебедев, Е.А.Лалетина, А.И.Манжелей. Исследование методами радиозондирования характеристик плазменного окружения низкоорбитальных космических аппаратов. Космонавтика и ракетостроение, №50 (1), 2008.

4. V.G.Shpynev, V.V. Khakhanov, A.V.Medvedev, A.P.Potekhin, V.P.Lebedev, E.M.Tverdokhlebova, A.I.Manzheley. Ionospheric Perturbation Associated with the “Plasma-Progress” Experiment at Irkutsk. XXIXth URSI General Assembly, Chicago, IL, USA, August 7-16, 2008.

5. В.В.Хахинов, В.П.Лебедев, А.В.Медведев, А.П.Потехин, Б.Г.Шпынев, К.Г.Ратовский, А.Б.Белецкий, С.В.Воейков, Е.М.Твердохлебова, А.И.Манжелей Результаты исследований явлений, возникающих при взаимодействии струй выхлопа двигателей ТГК "ПРОГРЕСС" с верхней атмосферой Земли. В сб. тезисов 1й МАА/РАКЦ конференции «Космос для человечества», г.Королев, май, 2008.

6. В.П.Лебедев, Д.С.Кушнарев, А.В.Медведев, А.П.Потехин, В.В.Хахинов, Б.Г.Шпынев, Е.М.Твердохлебова, А.И.Манжелей. Первые результаты серии радиолокационных наблюдений ТГК «Прогресс» с работающими двигателями. Труды XXII Всероссийской научной конференции "Распространение радиоволн", 18-22 сентября 2008. Ростов-на-Дону, п. Лоо.Изд.:ЮФУ.

7. А.Г. Корсун, Ф.Ф. Габдуллин, М.Ю. Куршаков, Е.М. Твердохлебова, В.П. Лебедев, В.В. Хахинов, А.И. Манжелей, Е.А. Лалетина, О.Ю. Криволапова. Исследование отражательных характеристик струй ЖРД в космическом эксперименте «Плазма-Прогресс». В сб. Трудов VI Международной конференции «Информационные технологии в науке, технике и образовании», Абхазия, Пицунда. Сентябрь 2010 г. (в печати).

8. А.Г. Корсун, Ф.Ф. Габдуллин, М.Ю. Куршаков, Е.М. Твердохлебова, В.П. Лебедев, В.В. Хахинов, А.И. Манжелей, Е.А. Лалетина, О.Ю. Криволапова. Результаты радиозондирования струй ЖРД в космическом эксперименте «Плазма-Прогресс». Тезисы докладов научных чтений, посвящённых 90-летию со дня рождения Ю.А. Мозжорина. 23-24 ноября 2010г. г.Королёв Московской области. ЦНИИмаш.

Последнее обновление: 16.11.2017

Информационная справка

Программы

Изображения