Космический эксперимент Качка и возможности оптической астрономии на пилотируемых космических станциях

«Творчество народов
России», т. 173, с. 909,

Наши пилотируемы станции
15.07.2017. СЗА-2017. М.Е.Прохоров и др. «КЭ «Качка» ГАИШ
«Салют-1», 1971, 175 дн.
«Салют-4», 1974-77
«Салют-6», 1977-82
«Салют-7», 1982-91
«Мир» (Салют-8), 1986-2001
МКС, 1998

Астрономические наблюдения
Только на ПКС «Мир»
15.07.2017. СЗА-2017. М.Е.Прохоров и др. «КЭ «Качка» ГАИШ

Астрономические наблюдения
Только на ПКС «Мир»
15.07.2017. СЗА-2017. М.Е.Прохоров и др. «КЭ «Качка» ГАИШ

Модуль «Квант» («Квант-1»)
Обсерватория РЕНТГЕН:
телескоп ТТМ
спектрометры HEXE и Siren2
монитор Пульсар X-1 – для гамма-всплесков
УФ телескоп Глазар
15.07.2017. СЗА-2017. М.Е.Прохоров и др. «КЭ «Качка» ГАИШ

Модуль «Квант»
15.07.2017. СЗА-2017. М.Е.Прохоров и др. «КЭ «Качка» ГАИШ

ПКС «Мир» + «Квант»
15.07.2017. СЗА-2017. М.Е.Прохоров и др. «КЭ «Качка» ГАИШ

«Квант» в разрезе
15.07.2017. СЗА-2017. М.Е.Прохоров и др. «КЭ «Качка» ГАИШ

Модуль «Квант-2»
Рентгеновские инструменты:
Ариз-X — спектрометр
АСПГ-M — спектрометр (с использованием чешского сенсора)
Гамма-2 — спектрометр
15.07.2017. СЗА-2017. М.Е.Прохоров и др. «КЭ «Качка» ГАИШ

Модуль «Кристалл»
Рентгеновские инструменты:
Марина — гамма-телескоп
Букет — гамма-спектрометр
УФ инструменты:
Глазар — 2 ультрафиолетовых телескопа для космических лучевых исследований
Гланар — астрофизический спектрометр
15.07.2017. СЗА-2017. М.Е.Прохоров и др. «КЭ «Качка» ГАИШ

УФ-телескоп «Глазар-2»
15.07.2017. СЗА-2017. М.Е.Прохоров и др. «КЭ «Качка» ГАИШ

Астрономические исследования
на МКС
Запланированы на японском модуле «Кибо» (2009).
Спектрометр AMS-02.
Микрогравитация.
Можно ли с МКС наблюдать?
15.07.2017. СЗА-2017. М.Е.Прохоров и др. «КЭ «Качка» ГАИШ

Цель КЭ «Качка»
Изучение угловых микроускорений отдельных модулей МКС и их взаимных изгибных и крутильных колебаний на частотах ниже 5 Гц
15.07.2017. СЗА-2017. М.Е.Прохоров и др. «КЭ «Качка» ГАИШ

Способ измерений
высокоточные
звездные
датчики

Задачи КЭ
Точное измерение взаимной ориентации модулей МКС в разных режимах.
Определение изгибных и крутильных колебаний МКС, их периодов и спектра.
Определение потребности МКС в системах ориентации секундной и субсекундной точности.
Исследование поведения высокоточных ЗД в космических условиях.
15.07.2017. СЗА-2017. М.Е.Прохоров и др. «КЭ «Качка» ГАИШ

Характеристики КЭ
Длительность – 1–3 года.
Число установленных блоков ЗД – 1–2.
Точность измерений (трехосная) – 0,1".
15.07.2017. СЗА-2017. М.Е.Прохоров и др. «КЭ «Качка» ГАИШ

Приложение результатов КЭ
Высокоскоростная связь:
лазерная связь КА – Земля;
лазерная связь КА – КА.
ДЗЗ высокого разрешения.
Астрономические наблюдения.

Похожие эксперименты
Измерение вибраций на МКС: «Тензор», «Привязка», «Идентификация».
Отличия:
измерялись линейные ускорения;
приборы – акселерометры;
падение чувствительности на низких частотах.

Высокоточный ЗД
Характеристики:
габариты – ∅131×263 мм
вес – 1,5 кг (+0,5 кг БУ)
мощность – 5 Вт
поле зрения – 2 кв. град.
матрица – ПЗС (e2v, UK),
1024×1024, 13 мкм
звезды – до 11,5m
частота опроса – 10 Гц
погрешность – 0,1"

Высокая точность ЗД
20°
2°
1 pxl = 2'
1 pxl = 5"
Узкое поле зрения
но мало ярких звезд

Конструкция ЗД

Доработки ВЗД для КЭ
Два звездных датчика.
Солнечно-слепая СОТР.
Защитная крышка.
Крепления.
ВЗН-режим чтения ПЗС.
Дополнительная самодиагностика.
Единый блок управления для всех ВЗД.
Запись и/или передача информации.
МЭМС-гироскоп (для повышения частоты опроса).

15.07.2017. СЗА-2017. М.Е.Прохоров и др. «КЭ «Качка» ГАИШ

Хронология проекта
2013 – проект представлен в КТНС
2014 – заявка принята
2015 – согласовано ТЗ на КЭ
апр. 2017 – принята новая программа КИ
2017 – подписание договора
если в 2018 – начало работ по «Качке»,
то в 2020 – начало КЭ на борту МКС
15.07.2017. СЗА-2017. М.Е.Прохоров и др. «КЭ «Качка» ГАИШ