Космический эксперимент «Обстановка 1-й этап» НАУКА ИКИ РАН НА МКС Институт космических исследований РАН Москва, ул.Профсоюзная 84/32 Контактное лицо: Родин Вячеслав Георгиевич (095) , Бортовой телескоп нейтронов «БТН-М1» для космического эксперимента «Изучение потоков быстрых и тепловых нейтронов» Монитор всего неба Космический эксперимент «РУСАЛКА»Мониторинг переменных явлений на планетах Детекторный блок в сборе с фермой БТН-МФ аппаратуры БТН-М1 (образец КДИ ) на стенде для механических испытаний Блок электроники аппаратуры БТН-М1 (образец КДИ) Цель эксперимента: -построить физическую модель генерации заряженных и нейтральных частиц во время солнечных вспышек; -разработать физическую модель нейтронного альбедо ат- мосферы Земли с учетом эффектов долготы и широты точки измерения, времени суток и условий освещенности, сос- тояния атмосферы; -создать физическую модель фона нейтронов в окрестности МКС в различных условиях полета. Научные задачи космического эксперимента "БТН-Нейтрон" реализуются научной аппаратурой БТН-М1 в составе: детектирующего блока, состоящего из детектора БТН-МД (прибор HEND, один из комплектов которого в настоящее время используется в условиях эксперимента на КА NASA "2001 MARS ODYSSEY) и установочной фермы БТН-МФ (изготавливается ИКИ РАН); блок электроники БТН-МЭ, предназначенный для согла- сования электрических интерфейсов между блоком БТН-МД и интерфейсами служебных систем СМ РС МКС (изго- тавливается ИКИ РАН); установочный кронштейн с замками (РКК «Энергия»); комплект кабелей (РКК «Энергия»). В настоящее время завершаются работы по изготовлению блока электроники БТН-МЭ и проводятся приемо-сдаточные испытания блока детектирования БТН-МД+БТН-МФ. На март 2005 г. запланированы отработки в гидробассейне рабо- ты экипажа по монтажу аппаратуры вне гермоотсека. Фотография блоков показана на рисунках. Доставка аппаратуры на МКС запланирована на август 2005 г. на транспортном грузовом корабле «Прогресс» 354. Установка детектирующего блока вне гермоотсека заплани- рованы на август 2005 г. во время выхода экипажа 11-й ос- новной экспедиции. Монтаж блока электроники внутри гер- моотсека, прокладка кабелей и включение аппаратуры запла- нированы на август 2005 г. Работы по проекту ведутся на основании договора между РКК "Энергия" и ИКИ РАН 828 от 15 марта 2002 г. Оптическая схема ИК спектрометра Отработка методики определения содержания углекислого газа и метана в атмосфере Земли. В эксперименте «Русалка» при помощи компактного ИК спектрометра высокого разрешения (25000) на диапазон мкм планируется отработать методику измерений содер- жания углекислого газа и метана в атмосфере Земли, что позволит в дальнейшем использовать аппаратуру типа «Русалка» для проведения глобальных измерений на микроспутниковой платформе. Для небольших КА наиболее перспективны спектрос- копические измерения в ближнем ИК-диапазоне с высоким спектральным и пространственным разрешением, позво- ляющие различить отдельные ненасыщенные линии в слабых полосах CO2 и СН4. При условии хорошего знания оптического пути относительная точность таких измерений может приближаться к отношению сигнал/шум спектрометра. Математическая модель углекислого газа Лабораторный прототип спектрометра Цель эксперимента. Цель эксперимента состоит в отработке методики планетного мониторинга с борта орбитальной станции. Для этого на МКС создается специализированная обсерватория, включающая в себя телескоп с главным зеркалом диаметром 400 мм. и угловым разрешением до 0.3 секунды дуги, двухосную платформу для его наведения на объекты исследования и слежения за ними и приемную аппаратуру ( ПЗС камера и изображающие спектрометры, работающие в видимой, ближней инфракрасной и ближней ультрафиолетовой областях спектра). Объекты наблюдения: Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Меркурий, Уран, Нептун. Кометы. Фотометрические наблюдения астрономических объектов в нашей Галактике и за ее пределами. Время проведения космического эксперимента – 2009 гг. Основная цель – регулярный обзор Галактики (83% сферы) в жестком рентгеновском диапазоне Перспективные научные задачи: обзор неба в линии 44Ti (68, 78 кэВ); исследование жесткого рентгеновского спектра активных ядер Галактики поиск циклотронных линий излучения черных дыр Задачи технологического эксперимента: отработка использования нового типа детекторов (CdZnTe) в условиях космоса достижение высокого разрешения для данного типа детекторов Комплекс аппаратуры для проведения эксперимента: широкоугольные рентгеновские телескопы с кодирующей апертурой: - СПИН-Х1 с многопропорциональной проволочной камерой - СПИН-Х2 с детектором на базе CdZnTe электронные блоки сопряжения с системами МКС Характеристики научной аппаратуры Характеристика СПИН-Х1 СПИН-Х2 Угол зрения Угловое разрешение Энергетический диапазон 3-30 кэВ кэВ Энергетическое разрешение детектора 18% на 6 кэВ 15% на 10кэВ Пространственное разрешение 0,5 мм 4,7 мм Временное разрешение 1/65536 с Чувствительная площадь 225 см см 2 Мертвое время 25 мкс 32 мкс Широкоугольный рентгеновский телескоп СПИН-Х «Исследования в приповерхностной зоне плазменно- волновых процессов взаимодействия сверхбольших космических аппаратов с ионосферой". Целями эксперимента, планируемого на г.г, являются: Геофизические исследования плазменно-волновых процес- сов, связанных с проявлением в ионосфере солнечно – магнитосферно – ионосферно – атмосферно - земных связей; Экологический мониторинг низкочастотных электромаг- нитных излучений антропогенного характера и связанных с глобальными катастрофами. Плазменно-Волновой Комплекс (ПВК) разрабатывается и изготавливается в ИКИ РАН с участием международной кооперации. Блоки КВД1 и КВД2 с соответствующими штангами раз- мещаются на внешней поверхности Служебного модуля РС МКС, блок БХТИ внутри Служебного модуля РС МКС. 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 посто- янные глобальные наблюдения. В частности, экологический плазменно-волновой мониторинг околоземного космоса поможет измерить некоторые параметры "космической погоды". Одновременная реализация эксперимента "Обстановка 1-й этап" на борту служебного модуля российского сегмента МКС и проекта "ЧИБИС" по мониторингу окружающей космической среды электромагнитно - чистыми микро- спутниками, интегрированными в инфраструктуру МКС, может существенно повысить эффективность исследований космической погоды. Посещение Центра подготовки космонавтов международной группы участников эксперимента. Информационные потоки ПВК. Рисунок 1. Функциональная схема аппаратуры ПМ Рисунок 2. Упрощенная схема конструкции телескопа Т-400 Характеристики прибора. Спектральный диапазон: - канал углекислого газа 1580 нм. - канал кислорода нм. - канал метана 1631 нм. - канал кислорода нм. Спектральное разрешение не менее Поле зрения 0.3*3км. (С высоты 500км.) Период измерения 1 сек. Время экспозиции 100 мс. Служебный модуль Российского сегмента МКС