Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Космическая «птичка» продолжает полёт

Первый спутник, запущенный в нашей стране 56 лет назад, 4 октября 1957 года, весил 80 кг. В дальнейшем масса космических аппаратов в основном наращивалась. Однако в последние годы интерес к небольшим спутникам возрос.

Микроспутник «Чибис-М» – воплощение разработанной в Институте космических исследований (ИКИ РАН) концепции «летающего прибора», способного проводить измерения различных процессов в космосе и на Земле без применения дорогостоящих и тяжёлых космических аппаратов. Его небольшая масса (около 40 кг) и компактные размеры (605 × 360 мм в диаметре описанной окружности) позволили вывести его на орбиту ракетой-носителем «Союз» в качестве попутного груза транспортно-грузового корабля «Прогресс».

Микроспутник «Чибис-М» в полёте.
Микроспутник «Чибис-М» в полёте.
Транспортно-пусковой контейнер для запуска микроспутников.
Транспортно-пусковой контейнер для запуска микроспутников.
Комплекс «Гроза» на микроспутнике. Видны солнечные батареи и датчики.
Комплекс «Гроза» на микроспутнике. Видны солнечные батареи и датчики.
Транспортно-пусковой контейнер с микроспутником в транспортно-грузовом корабле «ПрогрессМ-13М».
Транспортно-пусковой контейнер с микроспутником в транспортно-грузовом корабле «ПрогрессМ-13М».
Размещение «Чибиса-М» в транспортно-пусковом контейнере.
Размещение «Чибиса-М» в транспортно-пусковом контейнере.
Размещение транспортно-пускового контейнера в стыковочном узле корабля «ПрогрессМ-13М».
Размещение транспортно-пускового контейнера в стыковочном узле корабля «ПрогрессМ-13М».
«ПрогрессМ-13М», отстыковавшийся от МКС, перед запуском «Чибиса-М».
«ПрогрессМ-13М», отстыковавшийся от МКС, перед запуском «Чибиса-М».
Компонента напряжённости электрического поля Е, зарегистрированная аппаратурой комплекса «Гроза».
Компонента напряжённости электрического поля Е, зарегистрированная аппаратурой комплекса «Гроза».

Космический эксперимент «Микроспутник» начался 25 января 2012 года при участии специалистов РКК «Энергия» и космонавтов О. Кононенко и А. Шкапёрова. Именно тогда микроспутник «Чибис-М» вышел из транспортно-пускового контейнера, отделился от орбитальной станции «Прогресс М-13М» и отправился в свободный полёт. Микроспутник обращается вокруг Земли по круговой орбите высотой около 500 км. За время работы на околоземной орбите спутник передал десятки гигабайт научной информации, главным образом о состоянии земной атмосферы.

В 1991 году при исследовании космических источников гамма-лучей – нейтронных звёзд и сверхновых – были обнаружены мощные миллисекундные гамма-вспышки, идущие со стороны Земли. Было ясно, что они связаны с грозовыми явлениям в верхних слоях атмосферы, и входят в комплекс явлений, именуемых «космической погодой». Однако механизм их возникновения был не вполне ясен, и новое явление потребовало детального исследования с очень высоким разрешением по времени. Для этого разработали комплекс многопрофильных научных приборов с малой массой и с небольшой потребляемой мощностью. Впервые в практике фундаментальных космических исследований он был создан в ИКИ РАН.

Обеспечим библиотеки России научными изданиями!

Комплекс научной аппаратуры, предназначенный для регистрации физических процессов, связанных с грозовыми разрядами в атмосфере Земли, смонтированный на микроспутнике «Чибис-М», включает рентген-гамма детектор и ультрафиолетовый детектор с диапазоном регистрации спектра от 180 – 400 нм (УФ) до 650 – 800 нм (ИК). Эти детекторы созданы в Научно-исследовательском институте ядерной физики им. Д. В. Скобельцина (НИИЯФ МГУ).  На борту микроспутника установлен радиочастотный анализатор и цифровая фотокамера с разрешением 300 м и частотой экспозиций 15 кадров/с, созданные в ИКИ РАН. Магнитно-волновой комплекс для диапазона частот 100 – 40 000 Гц, включающий индукционный магнитометр и два комбинированных волновых зонда, созданы в ЛЦ ИКИ НАН и НКА Украины, процессор спектрального анализа ПСА, разработанный в Bl Electronics, Венгрия. Все перечисленные устройства представляют собой отдельные блоки единого научного прибора – комплекса «Гроза». Его масса – 10,8 кг.

Служебная аппаратура включает в себя систему электропитания, навигационную аппаратуру по системе GPS – ГЛОНАСС, систему ориентации с солнечными датчиками и магнитометром (точность определения до 2° по углу), устройства, обеспечивающие развороты станции по трём осям и её стабилизацию. Её масса 12, 6 кг. Сама конструкция с системой терморегулирования имеет массу 16,6 кг.

Магнитно-волновой комплекс предназначен для исследования вариаций плазменно-волновых процессов, происходящих в ионосфере под влиянием грозовой активности, и в системе литосфера – атмосфера – ионосфера – магнитосфера. Результаты измерения электромагнитных излучений с помощью комплекса показали, что наибольшая их интенсивность наблюдается в приполярных областях.

Значительный интерес представляют исследования так называемых атмосфериков (или просто сфериков) – электрических сигналов, создаваемых радиоволнами, которые генерируют разряды молний. На всей Земле вблизи поверхности ежесекундно происходит около 100 грозовых разрядов. Каждый разряд имеет две стадии, различающиеся силой тока – предразряд, излучающий короткие, средние и длинные волны, и основной разряд, генерирующий сверхдлинные радиоволны.

Спектр атмосфериков определяется напряжённостью магнитного поля и концентрацией заряженных частиц (электронов и ионов) вдоль траектории спутника, он включает частоты от сотен герц до 20 – 30 кГц. Анализ спектра позволил рассчитать распределение концентрации электронов до высот порядка 30 тыс. км и обнаружить особенности их распределения.

Ещё одна задача комплекса «Гроза» – исследование физического явления, предсказанного в ФИАНе: пробоя на убегающих электронах. Он происходит в слабых электрических полях и требует для своего запуска пролёта частиц высокой энергии. Они порождают широкие атмосферные ливни (ШАЛы) с большим количеством электронов высокой энергии. Их движение в электрическом поле грозы порождает на высотах 10 – 20 км мощные гамма- и радиоимпульсы.

Несколько десятков сеансов связи со спутником проведены по заданию зарубежных участников проекта (Украина, Венгрия). В настоящее время ведутся работы по скоординированным наблюдениям электромагнитных излучений сверхнизкого диапазона орбитальной аппаратурой и наземными станциями. По оценкам разработчиков, «Чибис-М» сможет успешно работать до 2016 года.

Фото ИКИ РАН.

Автор: Сергей Транковский

Источник: www.nkj.ru

Статьи по теме