Разработка методики пространственно-временных измерений плазменно-волновых параметров в ионосфере с использованием инфраструк

Плазменные процессы – составная часть "космической погоды".
Плазменные процессы сопровождаются
электромагнитными полями и излучениями
в низкочастотном диапазоне
(менее 20 Мгц),
что является их отличительной особенностью.
Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012

Конкретной фундаментальной задачей КЭ
является поиск универсальных закономерностей трансформации и диссипации
плазменно-волновой энергии в магнитосферно-ионосферной системе, в частности,
во время геокосмических бурь
Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012

Геокосмические бури
Схема процессов, сопровождающих геокосмическую бурю
и вариации космической погоды
Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012

Энергетические характеристики
геокосмической бури
Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Потоки «снизу»

Аппаратура плазменно-волнового комплекса (КЭ «Обстановка»)
Блок хранения телеметрической информации БХТИ (Венгрия)
КВД-1
(ИКИ РАН)
ШКД1 ШКД2
(РКК «Энергия»)
Датчик
потенциала
ДП-ПП
(Болгария)
Зонд
КВЗ-ПП
(Украина)
Зонд
Ленгмюра
ЗЛ-ПП
(Болгария)
Антенна
магнитная
РЧА-АМ
(Польша)
Антенна
дипольная
РЧА-АД
(Польша)
Зонд Ленгмюра
ЗЛ-ПП
(Болгария)
Прибор «Корес»
(Великобритания)
КВД-2
(ИКИ РАН)
Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Частотные диапазоны измеряемых параметров

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Состав и размещение научных приборов и оборудования
плазменно-волнового комплекса (КЭ «Обстановка 1-й этап»)

“Обстановка 1-й этап”
I
I
I
I
I
I
www.iki.rssi.ru/obstanovka
Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Размещение научной аппаратуры на СМ (2011 год)
Бортовой
терминал
лазерной связи
(КЭ «СЛС»)
Аппаратура
«Фотон-Гамма»
(КЭ «Молния-гамма»)
Аппаратура Expose-R
(КЭ «Expose»)
Радиометрический
комплекс РК-21-8
(КЭ «СВЧ-радиометрия»)
Плазменно-волновой
комплекс
(КЭ «Обстановка»)
Система высокоскоростной
передачи информации
(в рамках КЭ «МКС-Напор»)
Спектрометр
(КЭ «Всплеск»)
Диагностический комплекс
(КЭ «Сейсмопрогноз»)
Плазменно-волновой
комплекс
(КЭ «Обстановка»)
Антенный блок
(КЭ «GTS»)
- устанавливается в 2011 г.

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012 Установка плазменно-волнового комплекса
(КЭ «Обстановка 1-й этап») на трассе поручней ВнеКД
Адаптер МАД2
с блоком КВД2
Штанга ШКД2
с датчиками
Адаптер МАД1
с блоком КВД1
Штанга ШКД1
с датчиками
Комплексные
плазменно-волновые исследования
Масса НА с кабелями и элементами крепления ~ 140 кг
2012 г.

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Благодаря разнесению датчиков (антенн) с помощью штанг на расстояние ~ 3 метра, возможно изучение пространственных структур в ионосфере размером меньше 3м., учитывая, что в слое F2:
ларморовский радиус электронов ᵨHe ~ 3см; ларморовский радиус ионов ᵨH ~ 500см.
Пространственное разрешение

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Пространственное разрешение
Изучение пространственных структур в ионосфере размером больше 3м возможно благодаря использованию инфраструктуры РС МКС.
Отработка такой методики началась с вывода на орбиту микроспутника «Чибис-М», который 25 января отделился от транспортно-грузового корабля «Прогресс М-13М» специально поднятого на орбиту высотой 512км, т.е. ~ на 110км выше орбиты МКС.
Из-за независимой эволюции орбит «Чибис-М» и МКС расстояние между ними будет изменяться.
После получения точных данных о эволюции орбиты «Чибис-М» будет определена динамика изменения расстояния между ними.

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Микроспутник «Чибис-М»

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Микроспутник «Чибис-М»
Масса – 40 кг

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Микроспутник «Чибис-М»
Впервые разработан комплекс научной аппаратуры (КНА «Гроза»), ориентированный на изучение новых физических процессов в высотных атмосферных грозовых разрядах.

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Микроспутник «Чибис-М»
Комплекс научной аппаратуры - КНА «Гроза»
Рентген-гамма детектор – РГД НИИЯФ
диапазон рентгеновского и гамма- излучения
- 0.02-1.0 МэВ;
масса ~ 4.5 кг; потребление ~ 5 Вт
Детектор ультрафиолета – ДУФ НИИЯФ
- спектра излучения от ультрафиолетового (180-400 нм)
до красного (650-800нм);
масса – 0.7 кг; потребление – 2,5 Вт
Радиочастотный анализатор – РЧА ИКИ РАН
- диапазон частот – 26 – 48 МГц
масса РЧА – 3.55 кг; потребление – 6 Вт.
Цифровая камера – ЦФК ИКИ РАН
- пространственное разрешение – 300 м;
масса – 1.5 кг; потребление – 8 Вт
Магнитно-волновой комплекс – МВК ЛЦ ИКИ НАНУ-ГКАУ (Львов)
- диапазон частот – 100 – 40000 Гц Уни-тет Этвоша (Будапешт)
масса МВК – 2,35; потребление – 4 Вт.
Блок накопления данных БНД-Ч ИКИ РАН
- масса – 1.2 кг; потребление –5 Вт.
Передатчик 2.2 ГГц с антеннами – ПРД ИКИ РАН
масса – 0.7 кг; потребление – 10 Вт.

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Микроспутник «Чибис-М»
КВЗ1
КВЗ2
ИМ

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Частотные диапазоны измеряемых параметров
Магнитно-волновой комплекс – МВК ЛЦ ИКИ НАНУ-ГКАУ (Львов)
- диапазон частот – 100 – 40000 Гц Уни-тет Этвоша (Будапешт)
масса МВК – 2,35; потребление – 4 Вт.

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Микроспутник «Чибис-М», МВК

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Микроспутник «Чибис-М», МВК

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Пространственное разрешение
Изучение пространственных структур в ионосфере размером больше 3м возможно благодаря использованию инфраструктуры РС МКС.
Из-за независимой эволюции орбит «Чибис-М» и МКС расстояние между ними будет изменяться.
После установки КЭ «Обстановка 1-й этап» на Российском сегменте МКС и получения точных данных о эволюции орбиты «Чибис-М» будет определена динамика изменения расстояния между ними, т.е будут реализовываться «двухточечные» измерения.

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Орбиты МКС и «Чибис-М»

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Наземный комплекс управления в Калуге (НИЛАКТ РОСТО).

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Наземный комплекс управления в Калуге (НИЛАКТ РОСТО).

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Микроспутник «Чибис-М», МВК

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Микроспутник «Чибис-М», МВК

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Наземный комплекс управления в Тарусе (СКБ КП ИКИ РАН).

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
В настоящее время согласованы
Технические задания на КЭ
«Обстановка 2-й этап» и «Трабант»,
включённые в «Долгосрочную программу научно-прикладных исследований и экспериментов, планируемых на российском сегменте МКС» реализуемую на РС МКС в период 2015 – 2020 г.г.

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
Хочу ещё раз поздравить участников проекта
с началом работы микроспутника «Чибис-М» на орбите!
В создании, испытаниях и эксплуатации микроспутника и его наземного сегмента приняли участие академические, научно -исследовательские, опытно - конструкторские, производственные организации: ИКИ РАН (г.Москва); СКБ КП ИКИ РАН (г.Таруса); НИИЯФ МГУ (г.Москва); ФИАН (г.Москва); ЛЦ ИКД НАНУ-НКАУ (г.Львов); BL-Electronics (г.Будапешт); Растр-технолоджи (г.Москва); НИЛАКТ РОСТО (г.Калуга); НПО МАШ (г. Реутов); СКАНЭКС (г. Москва); ОАО РКК «Энергия» имени С.П.Королева (г.Королев); ЦУП ЦНИИМаш (г. Королев)

Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, 06 .01.2012
25 января 2012 ЦУП (г. Королёв).