Kvant-1

A KVANT (TsM-E, 37KE, index: 11F37) a Mir szovjet orbitális űrállomás második modulja . Az első modul az állomás alapegységéhez csatlakozott. A modul fedélzetén voltak asztrofizikai megfigyelésekhez (röntgen obszervatórium), valamint az anyagtudomány és a biológia területén végzett kutatásokhoz szükséges eszközök.

Jellemzők

• Súly: 11 050 kg.
• Hossza: 5,8 m.
• Maximális átmérő: 4,15 m.
• Térfogat (légköri nyomás alatt): 40 m³.

Történelem

A Kvant modul a 37K típusú modulok első kísérleti változata volt TKS visszatérő járművel. ( Ellátásszállító hajó ), eredetileg a Szaljut-7 orbitális állomáshoz tervezték kikötni . A készülék fejlesztését 1979. szeptember 19-én kezdték meg . A modul vezérlőrendszerét a Kharkiv NPO Elektropribor fejlesztette ki .

Kezdetben nyolc 37K-s eszköz létrehozását tervezték.

• Egy kísérleti 37KE (egy szállítóhajóról származó funkcionális rakományblokkot (FGB) használva , amelyet az NPO Mashinostroeniya-nál fejlesztettek ki motorként) a Szaljut-7 állomáson való dokkoláshoz.
• Négy 37KS modul a Mir állomáshoz. Ezeket a modulokat a tervek szerint az állomásra szállították volna, és egy új, könnyebb FGB-vel dokkolták volna.
• A Buran orbitális újrafelhasználható jármű rakterében három 37 KB-os modult terveztek szállítani . Ezek a modulok a Buranhoz rögzítve maradhatnak, vagy a Buran manipulátorral a Mir vagy Mir-2 állomásra dokkolhatják őket.

A 37KE készüléket "Kvant"-nak nevezték el, és asztrofizikai kutatásokhoz szükséges eszközökkel volt felszerelve. A jármű a Szaljut-5B állomás vezérlőrendszerét és az Almaz orbitális állomás számára kifejlesztett girodyne orientációs rendszert használta . A modul véglegesítését a Szaljut-7 orbitális állomás fennállásának végéig nem volt ideje befejezni, ezért úgy döntöttek, hogy a Mir állomáshoz rögzítik. Addigra azonban azt tervezték, hogy a Mir állomás pályája 65°-os dőlésszögű lesz, és a Kvant indítására tervezett Proton hordozórakéta nem tud nehéz berendezést eljuttatni ilyen pályára. 1985 januárjában a Mir orbitális dőlésszögét 51,6°-ra változtatták, ami lehetővé tette a Kvant Proton rakétával az állomásra juttatását. A Kvant azonban a tervek szerint most a Mir hátsó dokkolókikötőjénél dokkolt volna, és további kábelekre volt szükség ahhoz, hogy a hajtóanyagot a Progress teherhajóról az állomásra szállítsák. Ez ismét megnövelte a Kvant felszálló tömegét, ami miatt csökkenteni kellett a funkcionális rakományegység üzemanyag-ellátását. Ennek ellenére a Kvant felszálló tömege 22,8 tonna volt, így a Kvant volt a valaha volt legnehezebb hasznos teher, amelyet a Proton hordozórakétával indítottak el (a Shuttle maximális teherbírása 22 753 kg - a Chandra űrteleszkóp ).

Indítás és dokkolás

A "Kvant" és funkcionális rakományegysége (FGB) 1987. március 31-én indult. Az indítás során a Szojuz TM-2 űrszonda már az állomáson dokkolt. Április 2-án és 5-én a funkcionális rakományblokk végrehajtotta a fő dokkolási manővereket a Mir állomásra.

Az első dokkolási kísérlet sikertelen volt - az állomástól körülbelül 200 m-re az Igla dokkolórendszer elvesztette irányát, és a modul 10 méterrel elhaladt az állomástól. A Kvant modul és a funkcionális rakományblokk 400 km-t sodródott, mielőtt az FGB hajtóművekkel visszaküldték volna.

A második első dokkolási kísérlet sikeresen befejeződött 1987. április 9-én. A modul végleges, merev dokkolása azonban nem sikerült: 35-40 mm hiányzott az SU keretek igazítása előtt. Ebben a konfigurációban lehetetlen volt korrigálni az állomás tájolását azzal a kockázattal, hogy megsérül. A helyzet tisztázása érdekében április 11-én az állomás személyzete űrsétát tett. Kiderült, hogy a végső kemény dokkolást az állomási törmelék akadályozta, ami a dokkolóblokk mellett volt [1] . A törmelék eltávolítása után a Kvant végül kikötötték az állomásra [2] .

Az FGB a Kvantról való leválasztás után (április 12.) visszakerült a Földre.

Eszközök

A Kvant modul két, a személyzet számára alkalmas rekeszből és egy hardverrekeszből állt. A kvantumnak hat girodynja volt , amelyek segítségével korrekciós tolóerő nélkül lehetett átirányítani az állomást, és tartalmazta az űrhajósok életfenntartó rendszereit is, például oxigéngenerátort és a szén-dioxidot az állomás levegőjéből eltávolító berendezést. A Kvanthoz egy további napelemet szállítottak , amelyet ezt követően (1987 júniusában) az állomás fő moduljára szereltek fel. A modul tudományos berendezései közé tartozott az úgynevezett asztrofizikai obszervatórium „röntgen”. Ez az obszervatórium több műszert is tartalmazott.

TTM

Az árnyékmaszk teleszkóp (TTM), a  COMIS / Coded Mask Imaging Spectrometer név angol változata , egy széles látószögű kamera, amely kódoló maszkot használ bemeneti rekeszként a források helyzetének meghatározásához. A TTM távcsövet az utrechti (Hollandia) Űrkutatási Laboratóriummal [3] és a Birminghami Egyetem (Egyesült Királyság) Fizikai és Űrkutatási Iskolájával együttműködésben fejlesztették ki . A TTM teleszkóp volt a világ első keringő röntgenteleszkópja, amely a kódolt rekesznyílás elvét használta a képalkotáshoz. A teleszkóp látómezeje 15×15 fok, szögfelbontása körülbelül 2 ívperc. A teleszkóp működési tartománya 2-30  keV , az energiafelbontás, amelyet a fotonok detektálására használt helyzetérzékeny arányos számláló tulajdonságai határoznak meg, 6 keV-os energiánál körülbelül 20%. A detektort xenon (95%) és szén-dioxid (5%) keverékével töltöttük meg 1 atm nyomáson . A detektor munkaterülete 540 cm2 volt.

HEX

A HEXE spektrométert az Institute of Extraterrestrial Physics of the Society fejlesztette ki. Max Planck . A spektrométer négy NaI (Tl) és CsI (Tl) detektorból állt, és a "Phoswich" elvén működött ( eng.  Phoswich detektor ). A műszer látóterét 1,5×1,5 fokos (szélesség félmagasságban) kollimátorok korlátozták. Mind a 4 egyforma HEXTE detektor effektív területe körülbelül 200 négyzetcentiméter volt. A műszer üzemi energiatartománya 15-200 keV. Ebben a spektrumtartományban nagy jelentősége van annak, hogy a műszeres háttér hozzájárulását a lehető legmegbízhatóbban vegyük figyelembe, ami a „lengő” kollimátor elvét alkalmazva történt. A műszer detektorai egy ideig a forrást nézték, majd percekre 2,5 fokkal elfordulva a „tiszta” eget nézték, ami tulajdonképpen a detektor műszeres hátterének mérését jelentette. A műszer oldalán és hátulján passzív védelemként ólom- , ón- és rézbevonatot használtak .

Siren2

Az ESA - nál kifejlesztett gázszcintillációs arányos spektrométert úgy tervezték, hogy a TTM teleszkóp gázszámlálójánál sokkal nagyobb energiafelbontású spektrumot nyerjen. A műszer látóterét egy 3 fokos kollimátor korlátozta. Az üzemi energia tartomány 2-100 keV. Az effektív terület körülbelül 300 cm2 . Az energiaskála stabilitását egy sor kalibrációs emissziós vonal monitorozása biztosította. Sajnos az obszervatórium munkájának szinte legelején meghibásodott a műszer.

Pulsar X-1

A Pulsar X-1 komplex két spektrométerből állt: Spektr és Ira. A Spektr spektrométer 4 azonos detektorból álló (314 cm 2 effektív területű ) detektorból álló komplexum volt, amelyek NaI kristályból készültek, rögzítő fotosokszorozókkal, és aktív CsI antikoincidencia pajzs veszi körül. A spektrométer működési energiatartománya 20-800 keV. A látómezőt egy 3×3 fokos kollimátor korlátozta. Az Ira spektrométert a gamma-kitörések észlelésére tervezték . A rögzítő rész teljesen megegyezett a Spektr spektrométerével, csakhogy a látóterét nem korlátozta a kollimátor.

Glazar

A Glazar ultraibolya teleszkópot, amelyet a Granit Special Design Bureau (Örményország) fejlesztettek ki a Byurakan Astrophysical Observatory együttműködésével, úgy tervezték, hogy 1600 angström hullámhosszon pásztázza az eget galaxisok és kvazárok (e két szó kombinációja) keresése céljából . tükröződik a távcső nevében), amelynek feleslege van az ultraibolya tartományban. A felfedezett objektumokat ezután más eszközökkel is részletesebben tanulmányozták. Ezen túlmenően a teleszkóptól azt várták, hogy megmérje számos ismert forrás ultraibolya fluxusát galaxisunkban és azon kívül.

A teleszkóp a Ritchey-Chrétien séma szerint épült, és 1,3 fokos átmérőjű látómezővel, körülbelül 20 ívmásodperc szögfelbontással rendelkezett. A teleszkóp gyújtótávolsága 1,7 m, a főtükör átmérője 40 cm. A teleszkóp fókuszsíkjában elhelyezett mikrocsatorna lemez a képet az ultraibolya sugárzásról a látható tartományba helyezte, ahol a felvételt a közönségesen rögzítették. fotófilm (Kodak 103a-G). Két lítium-fluorid korrekciós lencse , egy cézium-jodid katód, egy magnézium-jodid katód ablak és egy kalcium-fluorid interferenciaszűrő korlátozta a teleszkóp optikai rendszerének átvitelét 250 angström széles hullámhossz-tartományra, 1640 angström körüli hullámhosszra. A teleszkópot a Kvant modul külső oldalán lévő platformra szerelték fel. Egy pár teleszkóp csillagérzékelővel rögzítették a látóterét két tengelyben, egy másik csillagérzékelő pár, amely a távcső optikai tengelyéhez képest 41 és 45 fokos szögben dőlt el, megakadályozta a tengely körüli elfordulását. A megfigyeléseket akkor végezték, amikor a Mir állomás a Föld árnyékában volt, jellemzően 20-30 perc volt az ilyen megfigyelések hossza. A teleszkóp mind automatikus, mind kézi vezérlésű üzemmódban működhetett. Miután a filmkazetta kifogyott, az űrhajósok egy transzferkamera segítségével kicserélték egy újra. Minden kazetta körülbelül 8 méter filmet tartalmazott, amely több mint 150 fénykép készítését teszi lehetővé. A teleszkóp tesztmegfigyeléseit 1987 júniusában-júliusában végezték. A megfigyelések azt mutatták, hogy a teleszkóp érzékenysége kisebb volt a vártnál, aminek következtében a teljes égbolt felmérését nem végezték el. A teleszkóp fő működési módja az OB típusú csillaghalmazok megfigyelése volt .

1990-ben a teleszkópot kiegészítették a "Glazar-2" ultraibolya távcsővel [4] .

Svetlana

Biológiai kutatási eszközöket tartalmazó modul.

További módosítások

1987 végén a TTM távcsővel kapcsolatos problémákat fedeztek fel. A teleszkóp detektora időnként kikapcsolt, és a detektor nagyfeszültségű generátora elkezdett meghibásodni. Szovjet, dán és brit tudósok kérésére a távcső megjavításáról döntött az orbitális csapat. 1988. június végén egy tartalék detektort szállítottak az állomásra. 1988 második felében a TTM-teleszkóp detektorát két űrséta során egy újra cserélték a pályacsapat. Az űrhajósok első űrsétáján (június 30.) a távcsőtartók eltávolításának nehézségei miatt nem lehetett cserélni a detektort. 1988. október 20-án egy második űrsétára is sor került a detektor cseréjére. E kilépés során használták először az Orlan-DMA szkafandert .

1991 januárjában a Kvant modulra tartószerkezetet szereltek fel, amelyet eredetileg napelemek felszerelésére terveztek. 1991 júliusában négy űrséta eredményeként az állomás személyzete felszerelte a Sophora rácsot , amely egy további korrekciós motort, valamint az állomástesten kívüli műszereket hivatott beépíteni. Az orbitális állomás irányíthatóságának javítása érdekében a korrekciós motort ( a Progress M-14 teherhajó szállította ) 1992 szeptemberében telepítették a Sofora farmon. 1993 szeptemberében a Rapana farmot telepítették a Kvant modulra . A rácsos szerelési munkák kísérleti jellegűek voltak a tervezett Mir-2 állomás lehetséges munkavégzésének tesztelése érdekében. A jövőben különféle szerszámokat telepítettek a Rapana farmra. 1995. május 22- én a Kristall modul egyik napelemét visszaszerelték a Kvantra. 1996 májusában a Kvantra egy további napelemet szereltek fel, amelyet a Mir állomás dokkolómoduljával szállítottak. 1996 júniusában a Rapana farmot bővítették. 1997 novemberében a Kvantnak a Kristall modulból szállított régi napelemeket eltávolították, helyükre új napelem-komplexumot építettek. 1998 áprilisában a Sophora farmon lévő régi korrekciós motort egy újra cserélték.

Főbb tudományos eredmények

A Kvant modulon végzett megfigyelések segítségével elért legfontosabb tudományos felfedezések és eredmények között meg kell jegyezni a következőket:

• Az SN 1987A szupernóva kemény röntgensugárzásának felfedezése . Az SN1987a szupernóva első és máig egyetlen szélessávú (~1-1000 keV) emissziós spektruma [5] .
• Először fedezték fel a röntgennóvákból származó kemény röntgen/gamma-sugárzást, amely 200-300 keV feletti energiákra is kiterjedt, ami lehetővé tette a nem termikus folyamatok hatásának kimutatását a nem termikus folyamatok legalább egy részének kialakulására. a felszaporodó fekete lyukak sugárzása [6] [7] .
• Számos nagyon érdekes röntgennóva [8] és pulzár [9] szélessávú spektrumát kapták .
• A Galaxis középpontjának tartományának képei sokféle energiában [10] .
• Számos akrétáló neutroncsillag és fekete lyuk felfedezése. Tekintettel arra, hogy a Röntgen Obszervatórium műszerei az időnek csak kis töredékében működtek, az új, akrétáló fekete lyukak és neutroncsillagok felfedezésének aránya 3 napos megfigyelés alatt elérte az egy felfedezést. A nyílt források közül megemlíthető például egy 524 Hz-es frekvencián forgó neutroncsillag (ez a frekvencia a második oktáv „Do” hangjának felel meg).

Általában több mint 100 közlemény jelent meg a Kvant asztrofizikai modul műszereivel végzett megfigyelések eredményei alapján. A tudományos irodalomban több mint 800 cikk említi a Mir-Kvant obszervatórium megfigyelésének eredményeit [11] .

Jegyzetek

1. ↑ V. Sziromjatnyikov. A dokkolás mindig esemény . (határozatlan)
2. ↑ Mir hardver örökség (elérhetetlen link) . Az eredetiből archiválva: 2009. augusztus 3. (határozatlan) 
3. ↑ COMIS/TTM a MIR  űrállomáson . SRON - Holland Űrkutatási Intézet . Letöltve: 2019. április 15. Az eredetiből archiválva : 2019. április 15.
4. ↑ GLAZAR-2: Széles látószögű kamera a MIR űrállomás fedélzetén .
5. ↑ Az 1987A szupernóva kemény röntgensugárzásának felfedezése , a szupernóva emissziós spektrum elméleti előrejelzéseivel: Az 1987A szupernóva várható röntgensugárzása – Monte-Carlo számítások .
6. ↑ Röntgen-megfigyelések a X-Ray Nova GS-ről:2023+338 .
7. ↑ Kemény komponens észlelése a Vulpecula X-Ray Nova spektrumában – Az előzetes KVANT-eredmények archiválva 2019. április 15-én a Wayback Machine -nél .
8. ↑ Röntgennóvák megfigyelése Vela (1993), Ophiuchus (1993) és Perseus (1992) esetében a Mir-Kvant modul eszközeivel .
9. ↑ A VELA X-1 fázisfelbontású röntgenspektrumai .
10. ↑ Kvant és Granat képalkotása a Galaktikus középmezőről
11. ↑ KVANT-RU (MIR/KVANT Obszervatórium) összeállítás archiválva 2017. július 8-án a Wayback Machine -nél a SAO/NASA Astrophysics Data System honlapján.

Linkek

• TTM/COMIS teleszkóp (nem elérhető link) . Az eredetiből archiválva: 2004. november 12. (határozatlan) 
• Russian Space Web Archivált 2007. április 24-én a Wayback Machine -nél
• Encyclopedia Astronautica (nem elérhető link) . Az eredetiből archiválva: 2008. október 15. (határozatlan) 
• Mir-Kvant a névadó Űrrepülési Központ honlapján Goddard archiválva : 2020. október 17. a Wayback Machine -nél
• Kvant-1 Archiválva : 2008. május 5. a Wayback Machine -nél
• A DOKKOLÁS MINDIG ESEMÉNY , archiválva : 2014. november 7. a Wayback Machine -nél

Lásd még

• A fedélzeten röntgen- és gammadetektorokkal rendelkező űrhajók listája

Szótárak és enciklopédiák	Britannica (online)