Koronas-Photon

A Koronas-Photon  egy orosz űrszonda , amelyet a Nap és a nap-föld kapcsolatok alapkutatására terveztek . Az űrrepülőgépet a Roszkozmosz és az Orosz Tudományos Akadémia megrendelésére fejlesztették ki a CORONAS orosz űrprogram részeként , amelynek célja három napelem-orientált űrhajó alacsony Föld körüli pályára bocsátása. A Koronas-Photon űrszonda a sorozat harmadik műholdja, a korábbi KORONAS-I és KORONAS-F műholdak felbocsátásának idejére le voltak szerelve. Az űrkomplexum fejlesztője az FSUE "NPP VNIIEM", az űrhajó fedélzeti rendszereinek fejlesztője az FSUE "NIIEM" (Istra), a "FOTON" tudományos berendezés komplexum vezető szervezete a MEPhI Asztrofizikai Intézet.

Az űrrepülőgépet 2009. január 30- án 16 óra 30 perckor a Cyclone-3 hordozórakéta állította földközeli pályára a Plesetsk kozmodromból .

Kevesebb mint egy évvel később, 2009. december 1-jén áramszünet miatt a műhold összes tudományos berendezése kikapcsolt [1] . A műhold meghibásodásának oka az áramellátó rendszer számítási hibája volt. 2010. április 18-án a Solar X-Ray Astronomy Laboratory "nagy valószínűséggel" kimondta a műhold "végső halálát" [2] .

A műhold célmunkájának teljes időtartama 278 nap volt: 2009. február 26-tól (a tudományos berendezés bekapcsolásának napjától) 2009. november 30-ig (a tudományos információ utolsó kézhezvételének napja) [2] .

Projekttörténet

1992 -ben megállapodást írt alá az Orosz Tudományos Akadémia és az Ukrán Tudományos Akadémia a Nap alapkutatási programjának végrehajtásáról, amely magában foglalta három napelemes űrhajó felbocsátását a CORONAS program (Complex Orbital ) keretében. Naptevékenység Földközeli megfigyelései ) . Sőt, az eszközök forgalomba hozatalának a következő időpontokban kellett volna megtörténnie: CORONAS-I - 1993 , CORONAS-F - 1994 , Coronas-Photon - 1995 , hogy megfigyelésekkel lefedjék a 11 éves naptevékenységi ciklust . A valóságban pénzügyi problémák miatt a CORONAS-I űrszondát 1994 - ben , a CORONAS-F űrszondát pedig csak 2001 -ben bocsátották fel a plesetszki kozmodromról . 1997- ben a Coronas-Photon projekt megvalósítására a MEPhI struktúrájában létrehozták az Asztrofizikai Intézetet , de a projekt finanszírozása nagyon szűkös maradt, és a munkálatok csak 2000 -ben fokozódtak . A "Coronas-Photon" projekt szerepelt az " Élet egy csillaggal " nemzetközi programban.

Gép modell:

Az űrkomplexum fejlesztését az FSUE "NIIEM" bízta meg, amely ezekre a célokra kezdte finomítani a " Meteor " soros platformját . Az IAF MEPhI-t nevezték ki a PHOTON tudományos berendezéskomplexum vezető szervezetének, amely a komplexum egyes eszközeivel foglalkozó tudományos szervezetek együttműködését hozta létre. A fejlesztőcsapat kezdetben orosz , ukrajnai , indiai , spanyol és német tudományos szervezetekből állt . A projekt megvalósításának késedelme miatt azonban Németország és Spanyolország kilépett a projektből, de 2007 -ben Lengyelország csatlakozott hozzá . 2005 óta a MEPhI elkezdte tesztelni a PHOTON űrszondát különböző konfigurációkban, és 2007 óta a NIIEM megkezdte a PHOTON űrszonda dokkolását az űrszondával. 2008 őszére a fő dokkolási munkák befejeződtek, az INK900 és INK903 kötelező repülés előtti utasítások alapján teszteket végeztek, majd 2008. december 10- én az Állami Bizottság ülésén úgy döntöttek, hogy űrhajó az űrkikötőbe . Ezzel párhuzamosan sikeresen lezárultak a Koronas-Photon űrszonda részét képező Koronas-Photon űrszonda földi irányító komplexumának, valamint az információk fogadását, feldolgozását és terjesztését szolgáló földi komplexumnak az osztályközi tesztelései.

Már december 15-én megérkeztek az űrrepülőgép és a KPA PHOTON műszerek a kozmodromba, ahol januárban megkezdődött az űrhajó összeszerelése és a repülés előtti tesztek. 2009. január 16- ig a tesztek sikeresen lezajlottak.

2009. január 30- án 16.30-kor a Plesetsk kozmodromról sikeresen a számítotthoz közeli pályára bocsátották a CORONAS-PHOTON űrszonda Cyclone-3 hordozórakétáját. Ezt követően megkezdődött az apparátus fedélzeti rendszereinek beállítási időszaka, megelőzve a tudományos műszerek bekapcsolását. A KPA "PHOTON" első műveletei az SM-8M magnetométer beépítése és a FOKA készülék védőburkolatának felnyitása voltak, február 4-én . Február 13 -án bekapcsolták a BIS-KF egységet, és ugyanazon a napon végrehajtották a tesztinformációk első visszaállítását az NTs OMZ vevőállomásaira. Február 17-én pedig bekapcsolták az SSRNI egységet, és a kozmodromban végrehajtották az eszköz memóriájában rögzített információk teszt-visszaállítását. A munkák sikeres befejezése után február 19-én a tudományos műszerek nagy része, február 20-án pedig a Natalya-2M és a TESIS műszerek kerültek bekapcsolásra.

Az Állami Bizottság 2009. március 30-i határozatával a repülési tesztek első szakaszának eredményeit követően a CORONAS-PHOTON űrszonda bekerült az orosz űrkonstellációba .

2009. december 1-jén a fedélzeti rendszerek számos meghibásodása után az űrhajót elvesztették az RF fegyveres erők műszerállomásaitól. Ezt megelőzően az áramellátó rendszerrel kapcsolatos problémák miatt az űrhajó tudományos berendezései áramtalanították. A következő hónapokban az RF fegyveres erők MCC-je és IPC-je továbbra is megpróbálta felvenni a kapcsolatot a járművel. 2010 áprilisában azonban, amikor a vizuális megfigyelés megállapította az eszköz tájékozatlanságát és napelemeinek Föld felé fordulását , úgy döntöttek, hogy leállítják a kísérletet. Figyelemre méltó, hogy az űrhajó meghibásodásakor minden tudományos műszer működőképes maradt, és az utolsó pillanatig tudományos információkat továbbított a földre, amelyek teljes mennyisége a teljes repülési időre elérte a 380 GB-ot.

Tudományos kutatás a világűrben a Coronas-Photon projekt keretében

Projekt céljai

A projekt céljai: a felgyorsult részecskék felhalmozódásának és energiává való átalakulásának folyamatainak tanulmányozása időben, az energetikai részecskék gyorsulásának, terjedésének és kölcsönhatásának mechanizmusainak tanulmányozása a Napban , a naptevékenység összefüggésének vizsgálata a Napban. fizikai és kémiai folyamatok a felső légkörben. Első alkalommal vizsgálják szisztematikusan a 2000 MeV -ig terjedő napkitörések gammasugárzását , a neutronokat nagy effektív területű berendezésekkel fogják kimutatni. A sugárzás lineáris polarizációjának mérése új csatornát nyit meg az elektronok gyorsulási és szállítási mechanizmusaival kapcsolatos információk megszerzéséhez a fáklyás régióban. A napelemes kutatásban először alkalmaznak új típusú szcintillátorokat (YAlO3), amelyek lehetővé teszik a berendezés sebességének a mikroszekundum töredékeire való növelését és a kapott adatok megbízhatóságának növelését. A teljes lemez ultraibolya sugárzására vonatkozó adatok abszolút pontossága nem rosszabb, mint 10%, ami különösen fontos a felső légköri folyamatok modellezéséhez . Az IAP MEPhI a Koronas-Photon kísérlet tudományos berendezéseinek komplexumának vezető szervezete.

A kísérlet céljai

• Fáklyában felgyorsult elektronok , protonok és atommagok eloszlási függvényeinek meghatározása és fejlődésük nagy időfelbontással;
• Elektronok és protonok (atommagok) gyorsulási dinamikájában mutatkozó különbségek vizsgálata;
• Nagy energiájú részecskék (több GeV energiáig) eloszlási függvény alakulásának vizsgálata ;
• Kölcsönhatásban lévő részecskék szöganizotrópiájának vizsgálata kemény röntgensugárzás emissziós spektrumának és lineáris polarizációs paramétereinek statisztikai elemzése alapján ;
• Irányító hatások vizsgálata a nagyenergiájú gamma-sugárzás tartományában ;
• A felvillanás különböző fázisaiban az elektronok és protonok gyorsulásának mechanizmusainak és feltételeinek , valamint a felgyorsult részecskék bezártsági (terjedési) tartományának paramétereinek meghatározása;
• Az elemek mennyiségének meghatározása a gamma-sugárzás keletkezési tartományában gamma-spektroszkópiai módszerrel és a szoláris légkörben lévő kisenergiájú neutronok befogási sebességével ;
• A másodlagos sugárzás keletkezési magasságának meghatározása a deuteron vonal csillapításával a végtagi fáklyákból ;
• A felgyorsult protonok és atommagok energiaspektrumának és dinamikájának meghatározása a nukleáris gamma-vonalak arányával ;
• Az elemek ( D , 3 He , Li , Be ) képződésének problémájának vizsgálata fáklyák során;
• A fáklyában felgyorsult atommagok kémiai és izotóp összetételének Föld-közeli pályájának , valamint a felvillanó elektronok és protonok energia- és időbeli jellemzőinek kutatása;
• A Föld légkörének felső rétegeinek megfigyelése a csendes Nap kemény ultraibolya sugárzásának elnyelésével ;
• Gamma-kitörésekből származó röntgen- és gamma-sugárzás vizsgálata ;
• Az ekliptika síkjában elhelyezkedő röntgenforrások vizsgálata .

A küldetés eredményei

Az űrhajó aktív működése során a tudományos berendezések komplexumába tartozó összes tudományos műszer működőképes maradt. A repülés során mintegy 380 GB tudományos információ gyűlt össze, amelynek feldolgozása jelenleg is folyik. Tekintettel arra, hogy a készülék aktív működésének ideje a csendes Nap időszakára esett, a készülék nem rögzített nagy energetikai kitöréseket, így a tudományos berendezések egy részét soha nem használták ki a legteljesebb mértékben. Ugyanakkor számos eszköz egyedi eredményeket mutatott. A Sphinx készülék különösen az UV tartományban lévő mikrofáklyákat rögzítette, amelyeket más űrhajókon még nem észleltek. A TESIS teleszkópokat a Nap felszínén lévő rövid élettartamú aktív struktúrák tanulmányozására használták. Az Elektron-M-Sand műszer részletes térképeket készített a Föld körüli pályán lévő töltött részecskeszalagokról. A Konus-RF műszer több gamma-kitörést és jelismétlőt is rögzített. Pingvin-M műszerrel lágy röntgen tartományban, FOKA műszerrel ultraibolya tartományban sikeresen mértük a fáklyákat. A FOKA műszer különösen a nap ultraibolya sugárzását mérte a Föld légkörén keresztül, ami lehetővé teszi a Föld felső légkörének összetételének és jellemzőinek elemzését. Értékes információkat szereztek az indiai RT-2 és az ukrán STEP-F készülékről.

A repülés során az adatoknak az űrrepülőgépről való leejtésének pillanatától számított 15 perces hatékonysággal a FOKA és a Penguin-M műszerek információi továbbították a Roshydromet-et, a napkorong képeit pedig naponta küldte oda a TESIS műszer. Ezt az információt a Meteor készülék elindítása előtt használták a Földön előforduló mágneses viharok előrejelzésére.

A "PHOTON" tudományos berendezés komplexum összetétele