Топ-100
Сделать домашней страницей Добавить в избранное



Главная Обзоры СМИ Статьи


"Чибис" будет изучать грозы и общаться со школьниками


23.04.08 10:51 Ольга Закутняя, Журнал "Авиапанорама", №2


Тенденции миниатюризации, захватывающей все области технологий, не обошли стороной и спутниковую отрасль. В последние годы все большее значение в космосе приобретают малые аппараты.

Общее понятие 'малые спутники', то есть космические аппараты массой до 300 кг, принято разделять на несколько классов: 300-100 кг - мини-спутники, 100-10 кг - микроспутники, 10-1 кг - наноспутники. Сегодня говорят уже и о пикоспутниках, чья масса не превышает 1 кг, хотя в настоящее время такие аппараты представляют собой пока перспективные разработки.
 
Количество проектов малых аппаратов, которые разрабатываются во всем мире, постоянно увеличивается. Главная причина растущей популярности - относительно низкая стоимость разработки и запуска. Второе преимущество малых КА - сравнительно небольшой срок подготовки аппарата, что вкупе с невысокой ценой существенно снижает возможные риски при неудачном выводе аппарата на орбиту. Конечно, при этом срок их жизни на орбите и функциональность меньше, чем у больших спутников, но тем не менее они позволяют решать достаточно большой спектр задач. Кроме этого, благодаря небольшому времени подготовки и относительной дешевизне можно создавать целые группировки малых спутников, поддерживать которые относительно просто.
 
Эти же особенности делают малые КА чрезвычайно интересными инструментами для научных исследований. Цикл разработки и подготовки к запуску большого научного спутника (например, орбитальной обсерватории) занимает от нескольких лет до десятилетия. За это время неизбежно устаревает научная аппаратура. Эта естественная для любой космической техники проблема становится менее актуальной в случае микроспутников, так как цикл их подготовки не так велик. Важно отметить, что сами работы по созданию малого КА представляет сложную научную и техническую задачу. Не случайно многие микроспутники, которые летают сегодня, представляют собой пока технологические образцы для отработки элементов систем будущих аппаратов. Таков, например, спутник PROBA-1 (Европейское космическое агентство, запуск 2001 г.), название которого расшифровывается как 'Проект для отработки автономных бортовых систем' (Project for On-Board Autonomy). Его масса составляет 94 кг. Спутник предназначен для технологической отработки в реальных условиях автономных систем управления, навигации, наведения, распределения времени работы приборов и сброса информации. Несмотря на то, что аппарат задумывался прежде всего как технологический эксперимент сроком на один год, он продолжает работать на орбите и сегодня как спутник дистанционного зондирования Земли.
 
Примеры малых аппаратов можно приводить очень долго, однако интересно отметить, что к их созданию все более активно подключаются университеты, чему также способствует низкая стоимость изготовления таких КА. Образовательная ценность малых спутников двояка. Во-первых, сама их разработка представляет зачастую серьезную техническую задачу. Во-вторых, появляется возможность использовать в обучении данные, полученные непосредственно со спутника, что, безусловно, привлекает интерес студентов.
 
'Колибри' изучает земную магнитосферу
 
Использование малых спутников для решения научных задач в Институте космических исследований РАН развивается с начала 2000-х годов. 20 марта 2002 г. на орбиту был выведен российско-австралийский микроспутник 'Колибри-2000' (масса 20,5 кг), разработанный и изготовленный в ИКИ РАН в кооперации с российскими партнерами из космической индустрии и при поддержке РКК 'Энергия'.
 
При выведении 'Колибри-2000' на орбиту с борта МКС микроспутник помещался в специальный транспортно-пусковой контейнер, который устанавливался на грузовом корабле 'Прогресс М1-7'.
 
По предварительным баллистическим расчетам, спутник должен был просуществовать на орбите около 4 месяцев, однако, из-за того, что в апреле 2002 г. активность Солнца достаточно быстро возросла и атмосфера Земли разогрелась и расширилась, т.е. поднялась, высота полета спутника начала снижаться. 'Колибри-2000' проработал на орбите полтора месяца и совершил за это время 711 оборотов вокруг Земли. 2 мая 2002 г. аппарат закончил свою работу, войдя в плотные слои атмосферы над Тихим океаном.
 
'Колибри-2000' предназначался для исследований магнитосферы и ионосферы. Часть экспериментов проводилась в координации с научной аппаратурой, установленной на МКС, что позволило оценить степень влияния самой станции на результаты научных экспериментов. Кроме этого, с помощью спутника проводились самостоятельные исследования. Несмотря на свои малые размеры, 'Колибри-2000' нес два научных прибора: анализатор частиц и полей и магнитометр (масса научного комплекса составила 3,6 кг). С их помощью проводились эксперименты по ряду на-правлений: изучение ионосферы, магнитного поля Земли и особенностей развития магнитных суббурь, атмосферно-ионосферных и литосферно-ионосферных связей (включая проблему регистрации в ионосфере эффектов от землетрясений), структуры и особенностей формирования потоков заряженных частиц под радиационными поясами на низких и средних широтах. Время работы спутника совпало с периодом возмущенного Солнца (17-24 апреля 2002 г.), и наблюдения 'Колибри-2000' помогли прояснить картину того, каким образом повышенная солнечная активность сказывается на состоянии околоземного космического пространства.
 
Кроме научной, микроспутник выполнял также образовательную функции. 'Колибри-2000' стал первым аппаратом в программе научно-образовательных микроспутников России. Работа непосредственно со школами - это естественный метод информирования широкой общественности о результатах научных исследований и первая ступень для подготовки будущих специалистов в области космических исследований.
 
Часть научной информации с аппарата передавалась на Землю в радиолюбительском диапазоне, который могли принимать в школах. В эксперименте участвовали школы Москвы, Обнинска и Сиднея (Австралия).
 
Опыт, полученный в ходе реализации проекта 'Колибри-2000', используется для дальнейшего развития микроспутниковых технологий. С 2004 г. в ИКИ РАН ведутся разработки новой универсальной платформы микроспутников для целей фундаментальных и прикладных научных исследований. Тема 'Создание бортовой платформы микроспутника прикладного и научного назначения на основе современных технологий и разработок' включена в программу фундаментальных исследований Президиума РАН 'Изменения окружающей среды и климата: природные катастрофы'. Будущая платформа уже получила название 'Чибис'.
 
Платформа 'Чибис' сможет стать основой для спутников самого разного назначения. В ИКИ РАН параллельно с проектированием и созданием собственно платформы также прорабатывается комплекс научной нагрузки и программы работы для возможных космических аппаратов на ее базе, ориентированных не только на фундаментальные, но и на прикладные аспекты космических исследований. В настоящее время в институте готовятся два варианта спутника 'Чибис': первый предназначен для изучения грозовых разрядов с орбиты, второй - для мониторинга парниковых газов и катастрофических явлений в атмосфере и ионосфере Земли.
 
В центре внимания - грозы
 
Первым из двух спутников к запуску готовится 'грозовой' 'Чибис-М'. Аппарат предназначен для детального исследования одного из самых загадочных природных явлений, несмотря на то, что человек наблюдает его уже многие сотни лет. Последние десятилетия принесли серьезные изменения в наше понимание природы грозовых разрядов, что было также связано и с космическими исследованиями.
 
Наблюдатель на Земле замечает лишь небольшую часть энергии, которая выделяется при электрических атмосферных разрядах (разрядах, происходящих между облаками и землей), сосредоточенную, в основном, в оптическом диапазоне и энергии звука: то есть, фактически видит молнию и слышит гром. Но в начале 1990-х  гамма-обсерватория COMPTON (НАСА, время работы 1991-2000 гг.) обнаружила исключительно мощные импульсы гамма-излучения земного происхождения, которые были связаны с молниевыми разрядами. Позже эти наблюдения подтвердил спутник RHESSI (НАСА, запуск 2002 г.).
 
Кроме этого, во время гроз были обнаружены радиоимпульсы сверхвысокой мощности и энергии, создававшие радиоизлучение в очень широком диапазоне частот. Интересно отметить, что они появлялись чуть раньше самих молний - в течение 2-3 предшествующих миллисекунд. Наконец, эти импульсы были зарегистрированы и на Земле.
 
В основе этих феноменов лежит физическое явление, которое было в начале 1990-х теоретически предсказано академиками А.В. Гуревичем и К.П. Зыбиным в Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН. Оно получило название 'пробой на убегающих электронах'. Первоначально на грозовом облаке (высота приблизительно 10-20 км) накапливается заряд. Затем, в результате некоторого 'затравочного' события рождается лавина электронов низких энергий, которые, двигаясь в большом электрическом поле, созданном электрическим зарядом на грозовом облаке, разгоняются до релятивистских скоростей и генерируют мощные импульсы радио-, ультрафиолетового и гамма-излучения. Затравочным событием, как предполагается, служит попадание в промежуток между заряженным облаком и Землей высокоэнергичных космических лучей.
 
Весь этот процесс происходит до разряда между Землей и облаком, видимого в оптическом диапазоне, и занимает несколько сотен миллисекунд, а длительность серии всплесков - всего несколько десятков микросекунд. Наблюдать эти явления с Земли практически невозможно: поток электронов, генерирующих импульсы, направлен, в основном, вверх, так как идущий вниз почти сразу же поглощается в атмосфере. Порожденное им излучение распространяется далее по всем направлениям, но по пути вниз, к Земле, гамма-фотоны высоких энергий практически сразу же поглощаются земной атмосферой, и лишь по дороге вверх, где ее плотность резко уменьшается, они могут проникнуть в околоземное пространство и наблюдаться спутниками.
 
Первый из микроспутников 'Чибис-М' предназначен для детального изучения этих процессов в самом широком диапазоне энергий - от радио- до гамма-излучения. Кроме сугубо научного, изучение этого явления представляет и практическую важность. Прежде всего, сверхмощное гамма-излучение на высотах 10-20 км - это потенциальная опасность для экипажей и пассажиров самолетов. Кроме этого, гамма-излучение, которое все же достигает Земли, покрывает большие площади, что может оказаться важным как с точки зрения экологии, так и с точки зрения безопасности людей. Наконец, сверхмощные одиночные радиоимпульсы имеют мощное излучение практически во всем используемом диапазоне радиоволн (до 3 ГГц и выше) и могут служить удобным природным источником излучения для создания глобального мониторинга радиосвязи.
 
Кроме ИКИ РАН, в проекте участвуют Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.Н. Скобельцына МГУ им. М.В. Ломоносова и РКК 'Энергия'. Научные руководители проекта - член-корреспондент РАН Л.М. Зеленый (ИКИ РАН) и академик РАН А.В. Гуревич (ФИАН).
Масса спутника 40 кг, комплекса научной аппаратуры - 12,5 кг. Состав научной аппаратуры спутника по-настоящему уникален: впервые исследования грозовых разрядов будут проводиться в столь широком спектре электромагнитных излучений. В него входят: рентген-гамма детектор, детектор ультрафиолета (разрабатываются в НИИЯФ МГУ), радиочастотный анализатор и цифровая фотокамера (ИКИ РАН). Кроме этого, в состав научного комплекса входит система сбора, анализа, хранения и передачи информации, которая разрабатывается в ИКИ.
 
Задача, которую предстояло решить разработчикам, была нетривиальной. Научные приборы 'Чибиса-М' обладают очень высоким временным разрешением (порядка наносекунды), и объем получаемой ими информации чрезвычайно велик - за очень короткое время (порядка 10 миллисекунд) необходимо проанализировать и запомнить до 100 гигабайт данных. При таком объеме вести непрерывную запись наблюдений невозможно. Кроме этого, грозы - относительно редкое явление, поэтому перед разработчиками встала проблема выбора события-'триггера', по которому данные наблюдений будут записываться в кольцевую память прибора, а затем передаваться в общую память и на Землю.
 
Как и его предшественник 'Колибри-2000', 'Чибис-М' - научно-образовательный спутник. Часть его научной информации планируется передавать в радиолюбительском диапазоне, который можно принимать непосредственно в школах.
 
В рамках данной программы создается и наземная инфраструктура, обеспечивающая прием и обработку информации с космического аппарата. Центр приема и управления микроспутниками организуется в Специальном конструкторском бюро космического приборостроения ИКИ РАН в г. Таруса (Калужская обл.).
В летном виде спутник будет готов к концу текущего года. По предварительной договоренности с ракетно-космической корпорацией 'Энергия', запуск аппарата произойдет в 2009 г. с использованием инфраструктуры МКС, по схеме, схожей со схемой запуска 'Колибри-2000'. В космос 'Чибис-М' выйдет из транспортно-пускового контейнера, размещенного на 'верхней' открытой части корабля 'Прогресс', который поднимет высоту круговой орбиты микроспутника до 500 км. Планируемый срок работы - 2 года.



комментарии (0):







Материалы рубрики

Валерия Комарова, Екатерина Литова, Петр Канаев
РБК
Большая часть кредиторов Utair не поддержала план реструктуризации долгов
Роман Крецул, Алексей Рамм
Известия
ВДВойне сильней: воздушно-десантные войска получат собственную авиацию
Наталья Скорлыгина, Герман Костринский, Ольга Никитина
КоммерсантЪ
Экспорт перевозок набирает высоту
Алексей Заквасин
RT
"Французам ничего другого не остаётся": как Париж модернизирует истребитель Dassault Rafale
Олег Москвин, Александр Колпаков
Взгляд
Стоит ли обращать внимание на американскую критику Су-57
Ксения Чемоданова
Телеканал 360
"Аэрофлот" отправил пассажиров из Вены в Ниццу через Москву. Из‐за этого можно судиться
Герман Костринский
КоммерсантЪ
Авиаперевозки поставили рекорд на дешевых билетах
Наталья Пономарева
Интерфакс
На особых условиях




BFM
Можно ли рассчитывать на компенсацию при опоздании на стыковочный рейс?
Юлия Сырова
КоммерсантЪ
Достать билет и плакать
Александра Джорджевич
КоммерсантЪ
Лаосским летчикам прилетело
Андрей Райский, Анна Занина, Герман Костринский
КоммерсантЪ
Открыта регистрация на иск
Полина Гриценко
Известия
Посадят цены: Минтранс хочет избавить авиакомпании от "лишних" сборов
Анастасия Демченко
Buying Business Travel Russia
В 2019 году заработают пять международных аэропортов
К. Кривошеев, Е. Черненко, С. Строкань, Я. Соколовская
КоммерсантЪ
Турция поддержала Украину с воздуха
Татьяна Шадрина
Российская газета
Самолеты разводят с домами

РИА Новости
Ученые потеряли связь с российским космическим телескопом "Спектр-Р"
Иван Петров
Российская газета
Минобороны предложило сбивать пассажирские самолеты при реальной угрозе
Николай Протопопов
РИА Новости
Чем обновленный "Ночной охотник" может превзойти американский "Апач"
Тимур Латыпов, Александр Андреев, Алексей Лучников
БИЗНЕС Online
«Альтаир» улетает из ОКБ им. Симонова в "уральские" владения… Азата Хакима
Алексей Рамм, Александр Круглов, Богдан Степовой
Известия
Курс на поражение: самолеты — нарушители госграницы разрешат сбивать

Газета.ru
"Эмоции зашкаливали": Boeing застрял в Иране из-за санкций
Александра Джорджевич
КоммерсантЪ
От NASA ждут особого неприглашения
Михаил Большаков
Взгляд
Почему американские военные самолеты падают все чаще
Марина Мазина
РБК
Новый рекорд Boeing. Почему котировки авиастроителя выросли на 4%
Герман Костринский
КоммерсантЪ
Исламскую революцию оставили без SSJ 100
Татьяна Ренкова
РБК
Деньги на воздух: авиаторы РТ рассчитывают на более 1 млрд руб. субсидий
Алексей Рамм, Александр Круглов
Известия
Дроны-поводыри: беспилотники впервые указали путь эскадре
Андрей Станавов
РИА Новости
К барьеру. Почему у боевой авиации отобрали гиперзвук

Интерфакс
Экстренная посадка в регионах
Владимир Смирнов, Анастасия Румянцева, Полина Полетаева
RT
"Значительное расширение боевого потенциала": модернизированный бомбардировщик Ту-22М3М совершил первый полёт
Александр Волобуев, Полина Гриценко, Ирина Цырулева
Известия
Цены на взлет: авиабилеты в 2019 году подорожают вслед за керосином
Герман Костринский
КоммерсантЪ
Между небом и землей. Авиарынок поставил правительство перед сложной дилеммой

ТАСС
"ОДК-Климов" решило проблему импортозамещения ряда авиадвигателей
Яна Войцеховская
КоммерсантЪ
Аэроэкспресс срывает стоп-кран. Смольный подготовил альтернативные варианты транспортного сообщения с Пулково
Роман Азанов
ТАСС
"Предела совершенствованию нет". Конструктор Михеев об уникальности вертолетов марки "Ка"

РИА Новости
Мировое воздушное пространство беззащитно перед БПЛА, считают эксперты

BFM
"Решение за акционерами". UTair приостановила выплаты по части кредитов
Илья Вайсберг
Журнал "АвиаСоюз"
Самая большая "Мрия"
Олег Сальманов
КоммерсантЪ - Приложение (Наука)
"Аэрофлот" летит за цифрой
Герман Костринский
КоммерсантЪ
"Аэропортам Севера" поднимают доходы. ФАС увеличивает тарифы в Якутии и на Колыме
Анастасия Николаева
Интерфакс
Дорога домой
Владислав Куликов, Иван Петров
Российская газета
Наручное управление
Иван Петров
Российская газета
Тесты в боевых условиях
Александр Манякин
Независимое военное обозрение
"Третий глаз Шивы" в небе
Инна Сидоркова, Максим Солопов
РБК
"Ростех" продал 75% холдинга "Технодинамика" владельцу НК Банка
Елена Шепелева, Анастасия Соломатина
КоммерсантЪ
"Платов" подсчитал пассажиров
Вероника Маслова
КоммерсантЪ
Эволюционные настроения
Владислав Трифонов
КоммерсантЪ
Мошенничество стало похоже на подкуп. Бывшему замгендиректора РКК "Энергия" переквалифицировали обвинение
Н. Скорлыгина, Д. Скоробогатько, А. Веденеева, О. Никитина
КоммерсантЪ
ГТЛК запланировала себе субсидии

 

 

 

 

Реклама от YouDo
Автосервис в Сергиевом Посаде: взято https://youdo.com/auto/geo/sergievposad/ >>
Транспортные услуги: http://perevozki.youdo.com/country/geo/noviyurengoy/, смотреть тут.
Муж на час в районе метро Кузнецкий мост: http://remont.youdo.com/minor-repair/muzh-na-chas/geo/kuznetskiy/.
 
РЕКЛАМА ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ АККРЕДИТАЦИЯ ПРЕСС-СЛУЖБ

ЭКСПОРТ НОВОСТЕЙ/RSS


© Aviation Explorer