Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок

 

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ДОЛГОСРОЧНОЙ ПРОГРАММЫ

НАУЧНО-ПРИКЛАДНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТОВ,

ПЛАНИРУЕМЫХ НА РОССИЙСКОМ СЕГМЕНТЕ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ

 

Направление №4. Солнечная система

Всплеск   Импульс (1 этап)   Микроспутник   Молния-Гамма   Молния-СМ   Обстановка (1 этап)   Плазма-Прогресс   Радар-Прогресс   Релаксация   Сейсмопрогноз  

Показать все        

 

Космический эксперимент "Всплеск"

Мониторинг сейсмических эффектов - всплесков высокоэнергичных частиц в околоземном космическом пространстве

Научный руководитель Гальпер А.М.
Организация постановщик НИЯУ МИФИ
Другие организации участники ОАО РКК «Энергия» им. С.П. Королева, ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина», ЦУП ФГУП ЦНИИмаш

 

Цель

Изучение процессов, связывающих сейсмические процессы и явления в земной коре, магнитосфере, ионосфере и радиационном поясе, изучение физической природы сейсмических эффектов в околоземном космическом пространстве, а также прогностических возможностей нового предвестника землетрясений — всплесков высокоэнергичных заряженных частиц в околоземном космическом пространстве.

Описание

КЭ направлен на исследование сейсмомагнитосферных явлений, связанных с корреляционной зависимостью динамики потоков высокоэнергичных заряженных частиц в околоземном космическом пространстве с сейсмической активностью. Эта зависимость проявляется в том, что флуктуации (всплески) потоков высокоэнергичных частиц могут являться предвестниками сильных землетрясений с магнитудой более 4. Физическая природа подлежащих исследованию наблюдаемых явлений определяется сейсмомагнитосферной связью, основанной на процессах взаимодействия высокоэнергичных протонов и электронов радиационного пояса и ультранизкочастотного электромагнитного излучения, возникающего в очаге землетрясения в процессе его подготовки и распространяющегося в ионосферу и магнитосферу. Проведение исследований физических процессов должно дать возможность детально понять природу сейсмомагнитосферных явлений и позволит продвинуться в решении практических задач по разработке методов прогноза землетрясений.

Аппаратура

Спектрометр-телескоп «Всплеск» для измерения потоков высокоэнергичных электронов и протонов, построенный на основе многослойной стопки годоскопических пластических сцинтилляционных детекторов

Разработчик: НИЯУ МИФИ.

Краткие технические характеристики:

- электроны в энергетическом диапазоне 3-30 МэВ;

- протоны в диапазоне 30-100 МэВ;

- раздельная регистрация протонов и электронов в указанных энергетических диапазонах;

- угловое разрешение не хуже нескольких градусов;

- энергетическое разрешение не хуже 15% для протонов и 10% электронов в указанных энергетических диапазонах;

- светосила ~10 см2 ср;

- точность временной привязки порядка 10-2 с;

- апертура не менее 40 град. (±20 град.);

- энергопотребление не более 30 Вт, с учетом АСОТР.

Аппаратура подобная по физическим характеристикам прибору «Всплеск» установлена на КА «Ресурс-ДК1». Аппаратура с аналогичной детекторной системой планируется в КЭ «Альфа-электрон».

Результаты

Накопленная в период с МКС-17 по МКС-27/28 в эксперименте «Всплеск» статистика по измерениям фоновых потоков частиц позволила провести надежное выделение в экспериментальных данных всплесков и вариаций потоков частиц.

Всего с августа 2008 г. по сентябрь 2011 г. в экспериментальных данных по НА «Всплеск» было выделено 93 всплесков частиц на уровне 5 стандартных отклонений и выше (из них 10 всплесков во время МКС-27/28), что практически совпадает с ожидаемой расчетной оценкой (в среднем один-два всплеска в месяц), учитывающей время нахождения МКС в требуемых зонах околоземного пространства и вероятность опускания зеркальных точек высыпавшихся в результате взаимодействия частиц из радиационного пояса на спутниковые высоты.

Обнаружено, что наряду с всплесками частиц, наблюдаемыми на различных долготах возмущенных L-оболочек, есть всплески частиц, группирующиеся вдоль линий тектонических разломов, то есть непосредственно в зонах локальных возмущений радиационного пояса. Проведен корреляционный анализ пространственных и временных характеристик зарегистрированных всплесков частиц и данных по сейсмическим событиям, показавший на достаточной статистике, что ~15% всплесков частиц могут иметь сейсмическую природу. Они локализованы на L-оболочках землетрясений и предшествуют за несколько часов землетрясениям с магнитудой более 4 баллов.

Выявлено 8 всплесков частиц – возможных кандидатов в предвестники землетрясений с магнитудой более 4 баллов по шкале Рихтера. Один из результатов этого анализа показан на рисунке 1.

Рис 1. События (21.02.2011 г.), расположенные на одной L-оболочке (L=1.34): всплеск частиц (кандидат в предвестники землетрясения) и землетрясения с магнитудой М>4, произошедшие в интервале 1-5 часов после всплеска частиц. Также на этом рисунке обозначены все землетрясения в указанном временном интервале независимо от L. 

Проведение коррелированных измерений потоков частиц на двух космических аппаратах (МКС и «Ресурс-ДК1») открыло новые возможности в изучении природы всплесков частиц, обеспечило надежность получаемых результатов. Два примера, приведенные на рис. 2 и 3, демонстрируют возможность таких комбинированных измерений.

Рис. 2. Одновременная регистрация всплеска высокоэнергичных электронов на одной L-оболочке на двух КА.

Рис. 3. Одновременная регистрация всплеска высокоэнергичных электронов на одной L-оболочке на двух КА.

Публикации

1. Александрин С.Ю., Гальпер А.М., Колдашов С.В. и др. Изучение локальных возмущений радиационного пояса в спутниковых экспериментах «АРИНА» и «ВСПЛЕСК». Труды 31-й Всероссийской конференции по космическим лучам, Москва, МГУ, 2010 , GEO_9.

2. Колдашов С.В. и др. «Возможности двух спутникового аппаратурного комплекса «АРИНА-ВСПЛЕСК» для регистрации космических предвестников землетрясений». Научная сессия НИЯУ МИФИ-2009. Аннотации докладов, Москва 2009, т.2, с.169.

3. Александрин С.Ю., Колдашов С.В. и др. «Мониторинг локальных возмущений радиационного пояса по данным экспериментов «АРИНА» и «ВСПЛЕСК»». Научная сессия НИЯУ МИФИ-2010. Аннотации докладов, Москва 2010, т.2, с.293.

4. Александрин С.Ю., Колдашов С.В. и др. «Мониторинг локальных возмущений радиационного пояса по данным экспериментов «АРИНА» и «ВСПЛЕСК»». Труды научной сессии НИЯУ МИФИ-2010. Москва 2010, т.4, с.131-135.

5. Улитин А.А., Колдашов С.В. «Обработка данных спутниковых экспериментов с использованием программной платформы .NET». Научная сессия НИЯУ МИФИ-2011. Аннотации докладов, Москва 2011, т.2, с.104.

6. Александрин С.Ю., Колдашов С.В. и др. «Локальные возмущения радиационного пояса Земли сейсмической природы». Научная сессия НИЯУ МИФИ-2011. Аннотации докладов, Москва 2011, т.2, с.118.

7. Александрин С.Ю., Колдашов С.В. и др. «Ядерно-физическая аппаратура и методы мониторинга локальных возмущений радиационного пояса, связанные с природными и техногенными процессами» Ядерная физика и инжиниринг. 2011, (в печати).

8. Aleksandrin S.Yu., Bakaldin A.V., Batischev A.G., Bjeumikhova M.A., Galper A.M., Grishantseva L.A., Koldashov S.V.,. et al. «The origin of high energy charged particle bursts in the near-Earth space». Annales Geophysicae, 2011. (in press).

Вверх   Показать все        

Космический эксперимент "Импульс (1 этап)"

Модификация ионосферы импульсными источниками плазмы

Научный руководитель Ружин Ю.Я., ИЗМИРАН, зам. директора, д.ф.-м.н.
Организация постановщик Учреждение Российской академии наук Институт земного магнетизма и распространения радиоволн имени Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)
Другие организации участники РКК "Энергия" , НИИПМЭ, ИКИ РАН, ФГУП НПО ИТ

 

Цель

Исследование возмущений и модификаций ионосферы при инжекции с борта РС МКС импульсных плазменных потоков.

Описание

КЭ "Импульс (1 этап)" проводится в обеспечение получения данных об ионосферных возмущениях и источниках низкочастотных волн, формируемых в ионосфере при инжекции потоков плазмы с борта орбитальной стации (ОС), а также данных о влиянии искусственно-стимулированных неоднородностей ионосферы и искусственных плазменных образований (ИПО) на распространение высокочастотных и низкочастотных радиоволн.

Необходимость и актуальность контроля электрофизических параметров в приповерхностной зоне ОС при инжекции плазменных пучков была показана по результатам активного эксперимента «Ариэль», выполненного на борту ОС «МИР». На основе измерения электрофизических параметров были выявлены пространственные и временные закономерности распространения плазменного пучка при инжекции под различными углами к вектору скорости и направлению магнитного поля Земли, выявлен эффект ларморовского вращения частиц плазменного пучка и воздействия на поверхность станции с определенным временным сдвигом, относительно момента инжекции.

Планируется, что в результате работ по КЭ будут проведены:

• оценка влияния плазменных потоков на околообъектовую среду;

• оценка влияния плазменных выбросов на распространение электромагнитных волн;

• оценка пространственно-временных параметров искусственных возмущений ионосферы при инжекции потоков частиц и плазмы;

• оценка влияния плазменных выбросов и пучков электронов с ОС на высыпания частиц из радиационных поясов Земли;

• исследование эффективности генерации электромагнитных волн КНЧ, ОНЧ - диапазонов при помощи модулированного электронного инжектора;

• радиофизическая диагностика параметров ИПО и ионосферных неоднородностей, формируемых при работе инжекторов электронов и плазмы;

• разработка рекомендаций по методике проведения активных плазменно-волновых экспериментов и организации экспериментальных измерений на борту КА и на наземных измерительных пунктах;

• разработка рекомендаций по оптимизации наземной радиофизической диагностики искусственных возмущений ионосферы при проведении активных экспериментов в околоземном космическом пространстве.

Аппаратура

На борту СМ была установлена НА "ИПИ-СМ", в состав которой входили импульсный плазменный инжектор (модуль ИПИ-100), комплекс контроля электрофизических параметров (модуль ККЭП) и автономная система электрообогрева (АСЭО).

Модули по схемно-конструктивному исполнению автономны и функционируют независимо друг от друга. Электропитание и управление модулями производится с борта СМ по командам СУБА, циклограмма выдачи которых разрабатывается на Земле и передается на борт СМ с Земли в составе суточной программы МЦИ.

Модуль «ИПИ-100» НА «ИПИ-СМ» предназначен для формирования и инжекции в космическое пространство импульсных потоков плазмы со следующими параметрами плазмы на выходе из разрядного канала:

• среднемассовая скорость V=18±0,5 км/с;

• средняя скорость истечения ионов из разрядного канала ~30…40 км/с;

• угол разлета плазмы ?=20о±50;

• суммарное число частиц за импульс N=(5±1)х1018;

• степень ионизации плазмы ?=10%;

• периодичность инжекции плазменных сгустков 1,8±0.2 Гц;

• рабочее тело ускорителя - фторопласт-4 ((С2F4)n);

• длительность разрядного импульса ~10 мкс. Комплекс контроля электрофизических параметров (ККЭП) предназначен для исследования электрофизических параметров вблизи поверхности СМ. ККЭП обеспечивал измерение электрофизических параметров в следующих амплитудных и частотных диапазонах:

• амплитудный диапазон напряженности измеряемых электростатических полей: 0,5…6 кВ/м и 0,5…60 кВ/м;

• частотный диапазон измеряемых электростатических полей: 0,3…3 Гц;

• амплитудный диапазон напряженности переменных электрических полей: 0,1…1 кВ/м и 0,1…10 кВ/м;

• частотный диапазон измеряемых переменных электрических полей: 0,1…2 кГц; 2…20 кГц и 20…200 кГц по 100-герцовой огибающей измеряемого сигнала;

• амплитудный диапазон измеряемых токов натекания: (0,1…2)?10-8 А;

• частотный диапазон измеряемых токов натекания: 0…10 Гц.

Результаты

В сентябре 2009 г. была зафиксирована нештатная работа НА «ИПИ-СМ». По замечанию ГОГУ № 670 от 30.09.09 о нештатной работе НА «ИПИ-СМ» был проведен анализ причин сбоев в работе НА. По результатам анализа было выпущено Заключение № 70/27КСМ-074-09 с выводами о неработоспособности модуля ИПИ-100 и об отсутствии влияния произошедшего сбоя в его работе на бортовые системы и другие модули НА «ИПИ-СМ» - модуль ККЭП и модуль АСЭО.

Из-за отказа модуля ИПИ-100, произошедшего 28.09.2009 г., и на основании Заключения № 70/27КСМ-074-09 по замечанию ГОГУ № 670, КЭ «Импульс (1 этап)» был продолжен с использованием только модуля ККЭП.

Собранные данные измерений параметров электрического поля вблизи поверхности СМ РС МКС свидетельствуют о значительных вариациях напряженности постоянной и переменной составляющих электрического поля, зависящих от ориентации станции относительно вектора орбитальной скорости и свето-теневой обстановки. Зафиксированные возрастания (по модулю) значений электрических параметров на некоторых участках орбиты до зашкала ТМ-шкалы требуют специального исследования для выяснения источников таких вариаций.

В период работы модуля ИПИ-100 зафиксированы вариации напряженности электрических полей, связанные с изменением ориентации осей МКС относительно вектора орбитальной скорости и, соответственно относительно вектора набегающего потока окружающей РС МКС среды на поверхность РС МКС. Такой результат свидетельствует о том, что источником формирования электрического фона являются заряженные частицы ионосферы, квазинейтральность которых вблизи движущегося КА нарушается.

Публикации

1. Oraevsky V.N., Ruzhin Yu.Ya., Dokukin V.S., Morozov A.I. Dynamics of quasineutral plasma beams and the structure of the beam-induced disturbances in ionospheric plasma. Plasma Physics Reports, 2003, v.29, № 3, p.267-275.

2. Ружин Ю.Я., Иванов К.Г., Кузнецов В.Д., Петров В.Г. Контролируемая инжекция мощных радиоимпульсов в ионосферно- магнитосферную систему и появление микросуббурь 2 октября 2007 г. Геомагнетизм и аэрономия, 2009, т. 49, № 3, с.703-708.

3. Лисаков Ю.В., Лапшинова О.В., Яковлев В.Н. (ИКИ РАН, РКК «Энергия», НИИ ПМЭ) Исследование эффектов инжекции плазмы с борта орбитального комплекса «Мир». Тезисы доклада на конференции "Физика плазмы в солнечной системе", 16-20 февраля 2009 г, ИКИ РАН, программа ОФН-16.

Вверх   Показать все        

Космический эксперимент "Микроспутник"

Исследования физических процессов при атмосферных грозовых разрядах на базе микроспутника «Чибис-М» с использованием грузового корабля «Прогресс»

Научный руководитель Зелёный Л. М., ИКИ РАН, директор, профессор, академик РАН
Организация постановщик ИКИ РАН
Другие организации участники РКК «Энергия», РГНИИ ЦПК им. Ю.А. Гагарина, Львовский центр Института космических исследований НАН и НКА Украины (ЛЦ ИКИ НАНУ-НКАУ), Университет Этвёша, Будапешт, Венгрия

 

Цель

Целью КЭ являются летные испытания в условиях автономного космического полета созданной в ИКИ РАН новой микроспутниковой платформы «Чибис», способной обеспечить размещение КНА, ее бортовое обслуживание и передачу на Землю телеметрической информации и предназначенной для проведения фундаментальных и прикладных научных исследований.

Описание

КЭ «Микроспутник» направлен на проведение комплексных исследований физических процессов при атмосферных грозовых разрядах в гамма, рентгеновском, ультрафиолетовом, оптическом и радио диапазонах электромагнитного излучения.

В ходе КЭ «Микроспутник» планируется установить на ТГК «Прогресс» ТПК с МС «Чибис-М».

После вывода на заданную орбиту, МС «Чибис-М» должен продолжить автономный полёт в течение не менее 1,5 лет с регистрацией и передачей на Землю научной информации, получаемой КНА «Гроза».

Аппаратура

• транспортно-пусковой контейнер;

- микроспутник «Чибис-М» с КНА «Гроза», включающим:

• рентген – гамма детектор (диапазон рентгеновских и гамма излучений – 50 - 500 кЭв);

• ультрафиолетовый детектор (диапазон ультрафиолетовых излучений – 300 – 450 нм);

• радиочастотный анализатор РЧА (20 -50 МГц);

• камера оптического диапазона (пространственное разрешение 300 м);

• магнито-волновой комплекс (0,1 – 40 кГц);

• блок накопления данных;

• передатчик научной информации.

- соединительный кабель;

- защитные сетчатые экраны

Результаты

Завершен этап наземной подготовки эксперимента.

Публикации

1. Миссия «Чибис -М». Сборник трудов выездного семинара в Тарусе 24-27 февраля 2009 г. ИКИ РАН, Москва, 2009.

2. Создан сайт http//chibis.cosmos.ru, где представлены более подробные данные о научных задачах и технико-информационных параметрах миссии «Чибис-М».

Вверх   Показать все        

Космический эксперимент "Молния-Гамма"

Исследование атмосферных вспышек гамма и оптического излучения в условиях грозовой активности

Научный руководитель В.Д. Кузнецов
Организация постановщик Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН (ИЗМИРАН)
Другие организации участники НИИ прикладных физических проблем им. А.Н.Севченко Белгосуниверситета, РКК «Энергия»

 

Цель

Целью эксперимента "Молния - гамма " является подтверждение природы атмосферного разряда «Спрайт», предсказанной теорией, согласно которой «Спрайт» является высотным пробоем атмосферы на убегающих электронах (ПУЭ).

Описание

В последние годы сложились принципиально новые представления об электродинамических процессах в грозовых облаках и их связи с ионосферой и космическими лучами. С одной стороны, наблюдения обнаружили гигантские высотные разряды между грозовыми облаками и ионосферой (названные СПРАЙТ), мощные всплески гамма-излучения из грозовой зоны и интенсивные вспышки внутри грозовых облаков.

С другой стороны, появилась теория, предсказавшая новый вид электрического пробоя воздуха, который получил название "пробой на убегающих электронах" (ПУЭ). ПУЭ - это новое физическое явление, связанное с экспоненциально быстрым размножением в постоянном (или квазистатическом) электрическом поле электронов с энергией ? ~100 кэВ ?10 МэВ. Для возбуждения ПУЭ необходимы затравочные быстрые частицы, их роль в атмосфере выполняют вторичные электроны космических лучей.

На основании данных наблюдений и теории предполагается, что ПУЭ не только вызывает высотные разряды СПРАЙТ, но и оказывает определяющее влияние на развитие электродинамических процессов и генерацию молний в период грозы.

Для исследования физической природы высотных атмосферных разрядов СПРАЙТ необходимо прежде всего осуществить одновременное наблюдение их оптического и гамма - излучения. Соответствующий эксперимент может производиться только с космического аппарата, так как гамма - излучение распространяется на большие расстояния только на значительных высотах в сильно разреженной атмосфере.

Аппаратура

Аппаратура «Фотон - гамма», предназначенная для регистрации оптических и гамма - вспышек в верхней атмосфере над районами с грозовой активностью и для установления наличия временных совпадений гамма - вспышек с импульсной оптической эмиссией над грозовыми облаками типа «Спрайт».

Параметры регистрации гамма - и оптического излучения:

• счет отдельных квантов гамма-излучения в диапазоне энергий (0,3 - 1) МэВ;

• селекция импульсов тормозных гамма - квантов, рождающихся на детекторе при его бомбардировке энергичными частицами радиационных поясов методом их выделения по схеме антисовпадений;

• контроль характерного пространственного размера явления 500x500 км;

• наличие совпадений цугов квантов гамма - излучения с импульсной оптической эмиссией от «Спрайтов» в спектральном диапазоне 0,65 - 0,75 мкм;

• счет грозовых разрядов в единицу времени.

Основные характеристики гамма - детектора.

Угол поля зрения МГД, угл. град ±60;

Рабочий диапазон детектора по энергии гамма-квантов, МэВ-0,3 .1,0;

Площадь монокристалла гамма-детектора, см ? 120;

Толщина монокристалла гамма-детектора, мм 25;

Детектор не имеет пространственного разрешения: охват поверхности Земли в поле зрения детектора, км 2 (2,0 .2,5)•105;

Детекторы работают в режиме счета отдельных квантов.

Постоянная времени отклика гамма-детектора, с ~ 1 •10-7;

Постоянная времени отклика электронного детектора, с ~ 1 •10-8 ;

Сигналы от гамма - и фотоэлектронного детекторов, - совпадающие своими фронтами регистрируются, но из протокола выбрасываются как ненужные либо схемой антисовпадений, либо программой компьютера.

Ожидаемая частота сигналов фона, не более, Гц 700;

Частота оцифровки импульсов по каждому из двух каналов, кГц 8.

ГД собран из трех однотипных детекторов.

Ориентировочная масса каждого детектора, кг 3;

Габаритные размеры, мм 170x220;

Потребление электроэнергии , Вт, не более 20.

Изготовление и поставка НА «Фотон-гамма» осуществляется ИЗМИРАН и НИИ прикладных физических проблем им. Севченко Белгосуниверситета

Результаты

Результаты эксперимента находятся в стадии обработки.

Публикации

Список публикаций в процессе редактирования.

Вверх   Показать все        

Космический эксперимент "Молния-СМ"

Исследование процессов электродинамического взаимодействия атмосферы, ионосферы и магнитосферы Земли с использованием видеофотометрической системы ВФС-3М

Научный руководитель Кузнецов В. Д.
Организация постановщик Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН (ИЗМИРАН)
Другие организации участники НИИ прикладных физических проблем им. А.Н.Севченко Белгосуниверситета, РКК «Энергия»

 

Цель

Целью эксперимента "Молния - СМ" является исследование оптических излучений в атмосфере и ионосфере Земли, связанных с грозовой активностью и сейсмическими процессами, с использованием видеофотометрической системы ВФС-ЗМ, размещенной на Международной космической станции. Отработка методики оптических измерений для проведения полномасштабного космического эксперимента «Молния».

Описание

Основное внимание в ходе подготовки и проведения эксперимента «Молния - СМ» уделено исследованию пространственно - временных характеристик мощных электрических разрядов, изучению их связи со структурой грозовых очагов, для уточнения физики взаимодействий со средой электромагнитных излучений мощных грозовых разрядов. Анализ полученной информации будет использоваться для детализации механизма передачи энергии и возмущений в единой литосферно - атмосферно -ионосферно - магнитосферной системе. Это необходимо для построения единой термодинамической модели геофизических сред ОКП.

Аппаратура

Аппаратура ВФС-3М конструктивно выполнена в виде моноблока, который устанавливается на иллюминатор.

Результаты

 

Публикации

Список публикаций в процессе редактирования.

Вверх   Показать все        

Космический эксперимент "Обстановка (1 этап)"

Исследования в приповерхностной зоне МКС плазменно-волновых процессов взаимодействия сверхбольших космических аппаратов с ионосферой

Научный руководитель Климов С.И., ИКИ РАН, в.н.с., зав.лаб., д.ф.-м.н.
Организация постановщик ИКИ РАН
Другие организации участники Основные Исполнители КЭ - РКК "Энергия, СКБ КП ИКИ (г. Таруса), СП ИНТЕРАСТРО (г. Москва), ГП ВНИИМ им. Д. И. Менделеева (г. С- Петербург), ИФА АН ЧР (г. Прага), ЦКИ ПАН (г. Варшава), ЛЦ ИКИ НАНУ/НКАУ (г. Львов)

 

Цель

Целью эксперимента является измерение электрического потенциала РС МКС относительно окружающей плазмы и анализ возможности негативного влияния изменений потенциала на функционирование МКС и её составных частей, в том числе пиросредств в составе кораблей "Союз ТМА".

Описание

КЭ "Обстановка (1 этап)" проводится в обеспечение создания банка данных однокомпонентных измерений электромагнитных полей около МКС при воздействии факторов ОКП, включая воздействия искусственного происхождения. Результаты будут использованы в области прикладной геофизики, экологии, для прогноза космической погоды и корректировки эксплуатационных требований изделий РКТ.

Плазменные процессы – составная часть "космической погоды". Такой подход основан на одной из современных физических идей – взгляд на плазму, в том числе плазму в космическом пространстве, как на динамическую среду с заряженными частицами, включая протоны от солнечных вспышек, и широким спектром плазменных волновых движений и неоднородностей.

Плазменные процессы сопровождаются электромагнитными излучениями в низкочастотном диапазоне (менее 20 МГц), что является их отличительной особенностью. Для изучения и прогнозирования "космической погоды" необходимы постоянные глобальные наблюдения. В частности, экологический плазменно-волновой мониторинг околоземного космоса поможет измерить некоторые параметры "космической погоды".

КЭ проводится с помощью аппаратуры – плазменно-волновой комплекс (ПВК), разрабатываемым и изготавливаемым в ИКИ РАН с участием международной кооперации. Блоки КВД1 и КВД2 с соответствующими штангами размещаются на внешней поверхности Служебного модуля РС МКС, блок БХТИ внутри Служебного модуля РС МКС.

Аппаратурный комплекс используется в период активного существования МКС и работоспособности НА. Для анализа процессов распространения электромагнитных излучений искусственного происхождения привлекаются наземные измерительные комплексы организации INSPIRE (США), а также, по возможности и по предварительной договоренности привлекаются научные аппаратурные комплексы на искусственных спутниках Земли, используемых для проведения научных программ в области исследования магнитосферы и ионосферы Земли.

Аппаратура

Плазменно-волновой комплекса (ПВК) научной аппаратуры предназначен для измерения параметров плазмы в окрестностях Международной космической станции. Состав ПВК НА:

• комплект 1 плазменно-волнового комплекса КПВК1;

• комплект 2 плазменно-волнового комплекса КПВК2;

• блок хранения телеметрической информации БХТИ.

Комплекты КПВК1 и КПВК2 формируются из:

• заимствованных приборов, разрабатываемых и изготавливаемых международной кооперацией:

- комбинированные волновые зонды КВЗ (первичный – КВЗ-ПП и вторичный КВЗ-ВП преобразователи, ЛЦ ИКИ НАНУ/НКАУ, Украина);

- датчики потенциала ДП (первичный – ДП-ПП и вторичный ДП-ВП преобразователи, блок исследования поверхностных свойств ДП-ПМ, ИКИ БАН, Болгария);

- зонды Ленгмюра ЗЛ (первичный – ЗЛ-ПП и вторичный ЗЛ-ВП преобразователи, ЦЛСЗВ БАН, Болгария);

- феррозондовый магнитометр ДФМ2 (Украина);

- радиочастотный анализатор РЧА (Польша);

- спектрометр электронов КОРЕС (Сассекский университет, Великобритания,);

- анализатор спектра ОНЧ – ШАШ3 (Ётвосский университет, Венгрия);

- системы сбора данных ДАКУ (Венгрия). • приборов разрабатываемых и изготавливаемых ИКИ РАН

- феррозондовый магнитометр ДФМ1;

- автономная система терморегулирования АСОТР. • обеспечивающих средств (РКК «Энергия»):

- механический адаптер МАД;

- штанги ШКД с комплектами датчиков КД (ИКИ РАН).

Результаты

Работы в рамках этапа наземной подготовки КЭ «Обстановка (1 этап)» вышли на завершающую стадию. Аппаратура передана в РКК «Энергия» для проведения приемо-сдаточных испытаний. Доставка НА запланирована на ТГК Прогресс М-15М (апрель 2012).

Публикации

1. Климов, С.И., В.Г.Родин, О.Р.Григорян. Изучение и контроль «космической погоды». Земля и вселенная, №3, стр. 9-18, 2000 г.

2. Климов, С.И., Ю.В.Лисаков, О.В.Лапшинова, Б.А.Медников, И.В.Сорокин, В.Е.Корепанов,

З.Клос, Ю.Юхневич, К.Георгиева, Б.Киров, А.Варга, К.Сёге, Комплексное исследование электромагнитной обстановки Российского сегмента МКС в космических экспериментах "Обстановка" и "Трабант". V межотраслевая научно- техническая конференция «Электризация космических аппаратов и совершенствование их антистатической защиты как средства увеличения надёжности и сроков активного существования» 16-17 мая 2002, ЦНИИмаш. Сборник тезисов докладов, с. 71-74, 2002.

4. Клiмов С.I., В.Э.Корепанов. Эксперимент «Обстановка» на борту мiжнародноi космiчноi станцii. Космiчна наука i технологiя, Т. 10, № 213, с. 81-86, 2004.

Вверх   Показать все        

Космический эксперимент "Плазма-Прогресс"

Исследование наземными средствами наблюдения отражательных характеристик плазменного окружения космического аппарата при работе бортовых двигателей

Научный руководитель Твердохлебова Е.М., ФГУП ЦНИИмаш, нач.лаб., к.т.н.
Организация постановщик ФГУП ЦНИИмаш
Другие организации участники Государственное учреждение «Институт солнечно-земной физики СО РАН»

 

Цель

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

Описание

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.

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).

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.

Публикации

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.

Вверх   Показать все        

Космический эксперимент "Радар-Прогресс"

Исследование наземными средствами наблюдения отражательных характеристик плазменных неоднородностей, генерируемых в ионосфере при работе бортовых двигателей ТГК «Прогресс»

Научный руководитель Шувалов В. А., ЦНИИмаш, нач. лаборатории, к.т.н., с.н.с.
Организация постановщик ЦНИИмаш
Другие организации участники Институт солнечно-земной физики (ИСЗФ) СО РАН (г. Иркутск) Открытое акционерное общество «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва» (РКК «Энергия»)

 

Цель

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

Описание

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.

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.

Результаты

 

Публикации

Список публикаций в процессе редактирования.

Вверх   Показать все        

Космический эксперимент "Релаксация"

Исследование процессов релаксации в УФ области спектра при высокоскоростном взаимодействии продуктов выхлопа реактивных двигателей с верхней атмосферой Земли, атмосферных оптических явлений при входе тел в разреженную верхнюю атмосферу и ее оптических свойств в УФ- диапазоне на МКС

Научный руководитель Пластинин Ю.А., ФГУП ЦНИИмаш, зам.нач.отделения-нач.отдела, к.т.н.
Организация постановщик ФГУП ЦНИИмаш
Другие организации участники РКК «Энергия»

 

Цель

Проведение комплексных исследований процессов релаксации и возбуждения продуктов выхлопа реактивных двигателей и их влияние на параметры верхней атмосферы, наблюдение входа космических тел и аппаратов в атмосферу, излучение оптических явлений верхней атмосферы в УФ- диапазоне спектра, в том числе: свечение ночного лимба Земли, входа ТМА в плотные слои атмосферы, образования и эволюции свечения ионосферы под действием нагревных стендов, определения пространственно-временных и оптико-физических характеристик излучения ионосферы после антропогенного воздействия продуктов сгорания выхлопов ДУ, следов РН и естественной крупномасштабной грозовой деятельности, а также гиперспектральный мониторинг системы «атмосфера–поверхность Земли» в особых точках.

Описание

Разработка новых технологий и методик проведения геофизических исследований в области ионосферы и атмосферы Земли, естественных и антропогенных явлений в УФ-, видимой и ближней ИК- областях спектра. Их отработка в условиях космического эксперимента на борту МКС в следующих направлениях:

• Исследование физико-химических и радиационных процессов и фундаментальных констант процессов гиперскоростных столкновений молекулярных потоков с атмосферным кислородом с целью развития моделей взаимодействия выхлопов двигательных установок с верхней атмосферой Земли и уточнение модели собственной внешней атмосферы пилотируемых станций и космических аппаратов (КА)

• Исследование физико-химических и радиационных явлений, сопровождающих вход КА в атмосферу Земли с целью проведение верификации термохимических и радиационных моделей высокотемпературного воздуха по траектории спуска, разрабатываемых и перспективных КА на высотах от 110 до 30 км, а также моделирование фрагментации космического мусора и естественных космических тел (боллидов, метеоров и др.).

• Исследования излучения верхней атмосферы Земли и околоземного космического пространства в УФ, видимом и ближнем ИК диапазонах спектра с целью получения данных, необходимых для моделирования глобальных атмосферных явлений естественного и техногенного происхождения (транзиентных световых явлений в верхней атмосфере Земли в УФ-диапазоне, модификация верхней атмосферы при радионагреве, явление бифуркации и глобальной трансформации высотного распределения и концентраций малых компонент в верхней атмосфере и др.)

В ближайшее время предполагается дооснащение НА «Фиалка-МВ-Космос» новой высокочувствительной видеокамерой и спектрометром (рабочий диапазон – 200-1100 нм, спектральное разрешение 0,7 нм) на ПЗС матрице с обратной засветкой, для решения поставленных задач в широком диапазоне спектра и с более высоким порогом чувствительности.

Аппаратура

В эксперименте используется спектрозональная система «Фиалка-МВ-Космос». Изготовитель – ФГУП ЦНИИмаш. Спектрозональная система «Фиалка-МВ-Космос» представляет собой комплект инструментально-измерительных и вычислительных средств, предназначенный для проведения фундаментальных научных и технологических исследований в диапазоне от УФ до ближнего ИК и используемый при проведении геофизических экспериментов с целью получения и регистрации изображения полей и спектров излучения изучаемых объектов наблюдения и явлений. В настоящее время спектрозональная система «Фиалка-МВ-Космос» состоит из:

• блока УФ-камеры (УФК);

• спектрометров СП №1 и СПМ № 2;

• видеокамеры ВК ЛК-2;

• кронштейна переходного под УФ-камеру;

• адаптера под видеокамеру ВК ЛК-2.

Планируется использование НА «Фиалка-МВ-Космос» в КЭ «Альбедо».

Результаты

• Разработаны базовые принципы УФ-мониторинга геофизической обстановки, в основе которых лежит использование цифровой регистрации сверхслабых полей яркости и спектров излучения верхней атмосферы Земли и ОКП с помощью разработанной в ЦНИИмаш аппаратуры высокой чувствительности «Фиалка-МВ-Космос» с использованием технологии усиления яркости и автоматизированного спектрометра с оптоволоконным входом [1, 2].

• Обнаружены и исследованы глобальные области взаимодействия выхлопов реактивных двигателей (РД грузовых кораблей «Прогресс», транспортных кораблей «Союз ТМА») с верхней разреженной атмосферой Земли (Н ~ 350 – 400 км); в результате анализа полей яркости определены фундаментальные константы процессов гиперскоростного взаимодействия атомов кислорода с компонентами выхлопов ДУ [1,2,6].

• Установлено, что при работе бортовых двигательных установок (ДУ) наблюдается яркое УФ свечение собственной атмосферы МКС в молекулярных полосах OH, связанное с распадом и фотолизом паров воды в выхлопах ДУ [1,5,7].

• Получены уникальные натурные экспериментальные данные в УФ-диапазоне спектра по пространственной структуре и интенсивности спектра излучения плазменных образований КА и фрагментов блоков ТК при входе в атмосферу Земли с гиперзвуковыми скоростями по всей траектории спуска на примере наблюдения входа и фрагментации ТК «Союз ТМА» и европейского грузового корабля ATV «Жюль Верн» [1, 2, 6,7,10,12].

• При воздействия мощного модулированного излучения среднеширотного радионагревного стенда «Сура» на ионосферу и атмосферу Земли обнаружено глобальное свечение верхней атмосферы Земли на высотах ~ 100 – 140 км в южном и северном полушариях; вероятный механизм модификации атмосферы – возбуждение альвеновских колебаний ионосферы [9,12,14,15,17].

• По данным систематических измерений полей яркости в верхней атмосфере Земли в УФ- диапазоне спектра обнаружено явление бифуркации высотного лимба на высотах ~100 км и, соответственно, слоя концентрации атомарного кислорода над сейсмоактивным районом схождения тектонических плит в районе Аравийского подводного хребта в Индийском океане [3,4,12].

• Впервые исследованы в УФ- диапазоне спектра пространственно-временные и энергетические характеристики глобальных грозовых явлений в верхней атмосфере Земли (эльфы, спрайты, джеты и др.) и получены в районе экваториальной Африки новые ранее неизвестные данные о природе процессов их возникновения и развития [18].

• Разработана методология и получен большой объем информации по гиперспектральному мониторингу системы «атмосфера–Земля» с борта МКС в УФ-, видимой и ближней ИК- областях спектра по трассе полета станции в различных геогелиофизическх условиях наблюдения (спектральное разрешение – 1,5 нм, полоса обзора – не менее 200 км, пространственное разрешение – от 1,5 до 15 км) [4,11,19].

Таким образом, в серии космических экспериментов «Релаксация», выполненных на борту МКС в 2002 – 2012 гг., показана высокая эффективность использования УФ- диапазона спектра для мониторинга глобальных физических явлений естественного и техногенного характера, геофизической обстановки в атмосфере Земли и околоземном космическом пространстве.

Публикации

1. Карабаджак Г.Ф. Определение эффективного сечения реакции О+Н2О=ОН(А)+ОН(Х) при гиперскоростных столкновениях компонентов по измерениям интенсивности свечения гидроксила в ходе космических экспериментов // Космонавтика и ракетостроение, 2004, вып. 3 (36), стр. 123-130.

2. Анфимов Н.А., Землянский Б.А., Карабаджак Г.Ф., Пластинин Ю.А. Исследования на МКС атмосферы и ионосферы Земли // Полет, 2007, № 12, с.3-10.

3. Карабаджак Г.Ф., Пластинин Ю.А., Сженов Е.Ю., Хмелинин Б.А. Определение профилей концентраций атомов кислорода в верхних слоях атмосферы Земли по экспериментальным данным с пилотируемых космических станций // Космонавтика и ракетостроение, 2007, вып. 1 (46), стр. 38-43

4. Землянский Б.А., Карабаджак Г.Ф., Пластинин Ю.А. Космические эксперименты «Релаксация»: научные задачи, аппаратура и результаты исследований на борту Российского сегмента Международной космической станции. // Космонавтика и ракетостроение, 2007 г., вып. 4 (49), стр. 33-40.

5. Карабаджак Г.Ф., Пластинин Ю.А., Родионов А.В., Сженов Е.Ю., Сипачев Г.Ф., Хмелинин Б.А. Спектрозональные исследования сверхслабых эмиссий естественного и техногенного происхождения в верхних слоях атмосферы и ионосферы Земли // Космонавтика и ракетостроение, 2007, вып. 4 (49), стр. 26-32.

6. Землянский Б.А., Карабаджак Г.Ф., Пластинин Ю.А. Исследование пространственной структуры плазменных образований и интенсивности их излучения в ультрафиолетовой области спектра при входе спускаемого аппарата в атмосферу и фрагментации функциональных блоков транспортного корабля «Союз ТМА» // Космонавтика и ракетостроение, 2008, вып. 1(50), стр. 11-16.

7. Пластинин Ю.А., Карабаджак Г.Ф., Хмелинин Б.А., Землянский Б.А., Залогин Г.Н., Горшков А.Н. Космические исследования с борта МКС плазменных образований. – Тезисы доклада на международной конференции «Современные проблемы газовой динамики», посвященной 100-летию академика Х.А. Рахматулина, 21-23 апреля 2009 г., г. Москва

8. Пластинин Ю.А., Карабаджак Г.Ф., Хмелинин Б.А., Землянский Б.А., Залогин Г.Н., Горшков А.Н. Космические исследования с борта МКС плазменных образований при входе и фрагментации космических аппаратов в атмосферу Земли. – Тезисы доклада на Шестом Международном аэрокосмическом конгрессе IAC’09, г. Москва, 23-27 августа 2009 г.

9. Карабаджак Г.Ф., Комраков Г.П., Кузнецов В.Д., Пластинин Ю.А., Ружин Ю.Я., Фролов В.Л., Хмелинин Б.А. Исследование глобальных пространственно-временных характеристик свечения верхней атмосферы и ионосферы Земли при воздействии на них радиоизлучения при наблюдении с борта МКС // Космонавтика и ракетостроение, 2009, вып. 4 (57), стр. 88-94.

10. Карабаджак Г.Ф, Красоткин В.С., Манжалей А.И., Пластинин Ю.А, Хмелинин Б.А. Наблюдение входа в атмосферу Земли грузового КА ATV спектрозональной системой «Фиалка-МВ-Космос» с борта МКС // Космонавтика и ракетостроение, 2010, вып. 2 (59).

11. Исследования спектральных характеристик облачных образований различного класса по данным измерений по трассе полета МКС ) авторы: Кусов А.Л., Пахомов Д.А., к.т.н. Пластинин Ю.А., Прохоров С.Ю., Ризванов А.А., Саушкин А.М., к.т.н. Хмелинин Б.А.) // «Космонавтика и ракетостроение», 2010, вып. 2(59), с. 156-165.

12. Карабаджак Г.Ф., Пластинин Ю.А. Научно-прикладные исследования на борту Международной космической станции // «Космонавтика и ракетостроение», 2010, вып.4(61), с. 125-132.

13. Пластинин Ю.А., Карабаджак Г.Ф. .Материал в монографию «Космический научный центр»: ЦНИИмаш, 2010.

14. Ruzhin Yu.Ya., Kuznetsov V.D., Karabadzhak G.F., Plastinin Ya.A., Frolov V.L. et al.“ The ionosphere- magnetosphere excitation in the Sura - ISS HF experiments”. 38th COSPAR, 2010, Bremen, Germany, Abstr. C 52-0036-08. (Ружин Ю.Я., Кузнецов В.Д., Карабаджак Г.Ф., Пластинин Ю.А., Фролов В.Л. и др. Исследование ионосферно-магнитосферных процессов в экспериментах «Сура-МКС». 38-я конференция «Коспар», 2010. Бремен, Германия, тезисы C 52-0036-08).

15. Ruzhin Yu.Ya., Kuznetsov V.D., Karabadzhak G.F. Plastinin Ya.A., Kovalev V.I., Frolov V.L. et al.“ New phenomenon observed on board the ISS during a RF ionosphere modification.” Proceed. ISAPE, Int.Symposium 2010, Guanjou, China, ID#ISAPE2010095. (Ружин Ю.Я., Кузнецов В.Д., Карабаджак Г.Ф., Пластинин Ю.А., Ковалев В.И., Фролов В.Л. и др. Новые явления, наблюдаемые с борта МКС во время модификации ионосферы мощным КВ радиоизлучением. Труды ISAPE, Международный симпозиум, 2010, ID#ISAPE2010095.

16. Исмаилов Э.Я., Хмель С.Д. К вопросу оптимизации трансфера критических технологий на примере спектрозональной системы «Фиалка-МВ-Космос» // «Космонавтика и ракетостроение», 2011, вып.2(63), с. 63-66.

17. Карабаджак Г.Ф., Калери А.Ю., Ковалев В.И., Комраков Г.П., Кузнецов В.Д., Пластинин Ю.А., Ружин Ю.А., Фролов В.Л., Хмелинин Б.А. Наблюдения глобальных оптико-физических явлений в верхних слоях атмосферы Земли при воздействии на них мощного радиоизлучения нагревного стенда // «Космонавтика и ракетостроение», 2011, вып.2(63), с. 111-118.

18. Медведева А.И., Пластинин Ю.А., Сжёнов Е.Ю., Сипачёв Г.Ф. Исследование из космоса грозовых образований в верхних слоях атмосферы Земли // «Космонавтика и ракетостроение», 2011, вып.2(63), с. 126-132.

19. Пахомов Д.А., Прохоров С.Ю., Ризванов А.А., Саушкин А.М. и др. Методы и средства гиперспектральных метеорологических наблюдений с борта космических аппаратов // «Космонавтика и ракетостроение», 2011, вып.2(63), с. 133-140.

Вверх   Показать все        

Космический эксперимент "Сейсмопрогноз"

Экспериментальная отработка методов мониторинга электромагнитных и плазменных предвестников землетрясений, а также чрезвычайных ситуаций и техногенных катастроф с борта РС МКС

Научный руководитель Кузнецов В.Д.
Организация постановщик Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН (ИЗМИРАН)
Другие организации участники

 

Цель

Целью эксперимента является отработка методов и технических средств мониторинга природных и техногенных катастроф и экологического мониторинга, в том числе исследования предвестников землетрясений.

Описание

КЭ «Сейсмопрогноз» направлен на поиск и установление закономерностей ионосферных откликов на сейсмические события, которые можно использовать для предсказания землетрясений. Сегодня это довольно популярное направление, причем, каждое новое разрушительное землетрясение добавляет актуальности подобным исследованиям.

Авторы КЭ «Сейсмопрогноз», основываясь на проведенных экспериментах на спутниках «Интеркосмос-19», «Космос 1809», «Активный», «АПЭКС», «Коронас-И», предлагают использовать радиочастотный спектроанализатор (РЧА) с диапазоном 0,05–48 МГц для исследования глобальной структуры ионосферы и вариаций плотности ионосферной плазмы на высотах орбиты МКС. РЧА должен позволить зарегистрировать импульсное электромагнитное излучение в метровом радиодиапазоне, генерируемое непосредственно над очагом будущего землетрясения (электромагнитное излучение сейсмогенного происхождения не отражается ионосферой и может регистрироваться на высотах МКС). Кроме того, параллельно с регистрацией импульсного электромагнитного излучения предлагается использовать приемную аппаратуру спутниковой навигации для радиозатменных измерений.

Этот метод позволяет восстанавливать высотные профили не только электронной плотности ионосферы, но и профили параметров нейтральной атмосферы, что расширяет диапазон исследуемых процессов в атмосфере и ионосфере Земли.

Аппаратура

Радиочастотный анализатор спектра (МРЧА) — радиочастотный анализатор электромагнитных шумов естественного и искусственного происхождения, работающий в диапазоне 0,05–48 МГц, дополненный блоком резонансного импендансного зонда, который предназначен для измерения параметров плазменных неоднородностей и плазменных резонансов в диапазоне 0,05–15 МГц.

GPS навигационный двухчастотный приемник. GPS навигационный прибор служит для ионосферных измерений по сигналам спутниковой системы навигации GPS. Прибор может работать в автономном и дифференциальном режимах.

Результаты

 

Публикации

Список публикаций в процессе редактирования.

Вверх   Показать все