Koronas-Photon

Koronas-Photon  on venäläinen avaruusalus , joka on suunniteltu Auringon ja auringon ja maan välisten suhteiden perustutkimukseen . Avaruusalus kehitettiin Roscosmosin ja Venäjän tiedeakatemian tilauksesta osana venäläistä CORONAS -avaruusohjelmaa , joka on suunniteltu laukaisemaan kolme aurinkoon suuntautunutta avaruusalusta matalalle Maan kiertoradalle . Koronas-Photon-avaruusalus on sarjan kolmas satelliitti, aiemmat KORONAS-I ja KORONAS-F- satelliitit poistettiin laukaisuhetkellä. Avaruuskompleksin kehittäjä on FSUE "NPP VNIIEM", avaruusaluksen sisäisten järjestelmien kehittäjä on FSUE "NIIEM" (Istra), tieteellisten laitteiden kompleksin "FOTON" pääorganisaatio on Astrofysiikan instituutti MEPhI.

Avaruusalus lähetettiin Maan kiertoradalle Cyclone-3- kantoraketilla Plesetskin kosmodromista 30. tammikuuta 2009 klo 16.30.

Alle vuotta myöhemmin, 1. joulukuuta 2009 , kaikki satelliitin tieteelliset laitteet sammuivat sähkökatkon vuoksi [1] . Satelliitin epäonnistumisen syynä oli virhe virransyöttöjärjestelmän laskelmissa. 18. huhtikuuta 2010 Solar X-Ray Astronomy Laboratory julisti satelliitin "lopullisen kuoleman" "suurella todennäköisyydellä" [2] .

Satelliitin kohdetyön kokonaiskesto oli 278 päivää: helmikuun 26. päivästä 2009 (päivä, jolloin tieteellinen laitteisto käynnistettiin) 30. marraskuuta 2009 (päivä, jolloin tieteelliset tiedot viimeksi vastaanotettiin) [2] .

Projektihistoria

Vuonna 1992 Venäjän tiedeakatemian ja Ukrainan tiedeakatemian välillä allekirjoitettiin sopimus Auringon perustutkimusohjelman toteuttamisesta, joka sisälsi kolmen aurinkoon suuntautuneen avaruusaluksen laukaisun CORONAS - ohjelman (Complex Orbital ) puitteissa. Auringon aktiivisuuden maapallon lähihavainnot ) . Lisäksi laitteiden lanseerauksen piti tapahtua seuraavina päivämäärinä: CORONAS-I - 1993 , CORONAS-F - 1994 , Coronas-Photon - 1995 , jotta 11 vuoden auringon aktiivisuussykli voitaisiin kattaa havainnoilla . Todellisuudessa CORONAS-I- avaruusalus laukaistiin taloudellisten ongelmien vuoksi Plesetskin kosmodromista vuonna 1994 ja CORONAS-F- avaruusalus vasta vuonna 2001 . Vuonna 1997 Coronas-Photon-hankkeen toteuttamiseksi MEPhI :n rakenteeseen perustettiin Astrofysiikan instituutti , mutta hankkeen rahoitus jäi erittäin niukasti ja työ sen parissa tiivistyi vasta vuonna 2000 . Projekti "Coronas-Photon" sisällytettiin kansainväliseen ohjelmaan " Elämä tähden kanssa ".

Koneen malli:

Avaruuskompleksin kehittäminen uskottiin FSUE "NIIEM" -yritykselle, joka alkoi jalostaa sarjaalustaa " Meteor " näihin tarkoituksiin . IAF MEPhI nimitettiin PHOTON-tieteellisen laitekompleksin pääorganisaatioksi, joka loi tieteellisten organisaatioiden yhteistyön kompleksin yksittäisissä laitteissa. Aluksi kehitystiimiin kuului tieteellisiä organisaatioita Venäjältä , Ukrainasta , Intiasta , Espanjasta ja Saksasta . Hankkeen toteuttamisen viivästymisen vuoksi Saksa ja Espanja kuitenkin vetäytyivät hankkeesta, mutta vuonna 2007 Puola liittyi siihen . Vuodesta 2005 lähtien MEPhI alkoi testata PHOTON-avaruusalusta eri kokoonpanoissa, ja vuodesta 2007 lähtien NIIEM aloitti PHOTON-avaruusaluksen telakoinnin avaruusalukseen. Syksyllä 2008 päätelakkatyöt saatiin päätökseen, suoritettiin testit pakollisten lentoa edeltävien ohjeiden INK900 ja INK903 mukaisesti ja 10.12.2008 Valtiotoimikunnan kokouksessa päätettiin ottaa avaruusalus avaruussatamaan . Samanaikaisesti saatiin onnistuneesti päätökseen Koronas-Photon-avaruusalukseen kuuluvien Koronas-Photon-avaruusalusten maaohjauskompleksin ja tiedon vastaanottamiseen, käsittelyyn ja levittämiseen tarkoitetun maakompleksin yksiköiden väliset testit.

Jo 15. joulukuuta avaruusalus ja KPA PHOTON -instrumentit saapuivat kosmodromille, jossa avaruusaluksen kokoonpano ja lentoa edeltävät testit aloitettiin tammikuussa. 16. tammikuuta 2009 mennessä testit saatiin onnistuneesti päätökseen.

30. tammikuuta 2009 klo 16.30 Plesetskin kosmodromista CORONAS-PHOTON- avaruusaluksen Cyclone-3 kantoraketti laukaistiin onnistuneesti kiertoradalle, joka on lähellä laskettua. Sen jälkeen alkoi laitteen sisäisten järjestelmien säätöjakso, joka edelsi tieteellisten instrumenttien käynnistämistä. Ensimmäiset toimenpiteet KPA "PHOTON" kanssa olivat SM-8M- magnetometrin liittäminen ja FOKA-laitteen suojakannen avaaminen, joka suoritettiin 4. helmikuuta . Helmikuun 13. päivänä BIS-KF-yksikkö käynnistettiin ja samana päivänä suoritettiin ensimmäinen testitietojen nollaus NTs OMZ:n vastaanottoasemille. Ja helmikuun 17. päivänä SSRNI-yksikkö käynnistettiin ja laitteen muistiin tallennettujen tietojen testinollaus suoritettiin kosmodromissa. Näiden töiden onnistuneen valmistumisen jälkeen 19. helmikuuta suurin osa tieteellisistä laitteista käynnistettiin ja 20. helmikuuta Natalya-2M- ja TESIS-instrumentit käynnistettiin.

Valtion komission päätöksellä 30. maaliskuuta 2009, ensimmäisen vaiheen lentotestien tulosten jälkeen, CORONAS-PHOTON-avaruusalus sisällytettiin Venäjän avaruuskonstellaatioon .

1. joulukuuta 2009 RF-asevoimien instrumentointiasemat menettivät avaruusaluksen useiden laivan sisäisten järjestelmien vikojen jälkeen. Ennen sitä virtalähdejärjestelmän ongelmien vuoksi avaruusaluksen tieteelliset laitteet olivat jännitteettömät. Seuraavien kuukausien aikana RF-asevoimien MCC ja IPC:t yrittivät edelleen saada yhteyttä ajoneuvoon. Huhtikuussa 2010 , kun visuaalinen havainto totesi laitteen hajoamisen ja sen aurinkopaneelien kääntymisen Maata kohti, yritys päätettiin kuitenkin lopettaa. On huomionarvoista, että avaruusaluksen epäonnistuessa kaikki tieteelliset instrumentit pysyivät toiminnassa ja välittivät tieteellistä tietoa maahan viime hetkeen asti, jonka kokonaismäärä koko lentoajan aikana oli 380 Gt.

Tieteellistä tutkimusta ulkoavaruudessa Coronas-Photon-projektissa

Projektin tavoitteet

Hankkeen tavoitteet ovat: tutkia kiihtyneiden hiukkasten kertymisprosesseja ja sen muuttumista energiaksi ajassa, tutkia energeettisten hiukkasten kiihtymisen, leviämisen ja vuorovaikutuksen mekanismeja Auringossa , tutkia auringon aktiivisuuden korrelaatiota fysikaaliset ja kemialliset prosessit yläilmakehässä. Ensimmäistä kertaa auringonpurkausten gammasäteilyä 2000 MeV :n energioihin asti tutkitaan systemaattisesti , neutronit havaitaan laitteilla, joilla on suuri tehollinen pinta-ala. Säteilyn lineaarisen polarisaation mittaus avaa uuden kanavan saada tietoa elektronien kiihtyvyys- ja kuljetusmekanismeista soihdutusalueella. Ensimmäistä kertaa aurinkotutkimuksessa otetaan käyttöön uudentyyppisiä tuikelaitteita (YAlO3), jotka mahdollistavat laitteiston nopeuden nostamisen mikrosekunnin murto-osaan ja saadun tiedon luotettavuuden lisäämisen. Koko levyn ultraviolettisäteilyä koskevien tietojen absoluuttinen tarkkuus on vähintään 10%, mikä on erityisen tärkeää yläilmakehän prosessien mallintamisessa . IAP MEPhI on Koronas-Photon-kokeen tieteellisten laitteiden kokonaisuuden johtava organisaatio.

Kokeen tavoitteet

• Soihdutuksessa kiihtyneiden elektronien , protonien ja ytimien jakautumisfunktioiden ja niiden kehityksen määrittäminen suurella aikaresoluutiolla;
• Elektronien ja protonien (ytimien) kiihtyvyyserojen tutkiminen;
• Korkeaenergisten hiukkasten (usean GeV energioihin asti) jakautumisfunktion evoluution piirteiden tutkiminen ;
• Vuorovaikutuksessa olevien hiukkasten kulma- anisotropian tutkiminen kovan röntgensäteilyn emissiospektrien ja lineaarisen polarisaatioparametrien tilastollisen analyysin perusteella ;
• Suuntavuusvaikutusten tutkimus korkeaenergisen gammasäteilyn alueella ;
• Elektronien ja protonien kiihtyvyyden mekanismien ja olosuhteiden määrittäminen välähdyksen eri vaiheissa sekä kiihtyneiden hiukkasten raja-alueen (etenemisen) parametrit;
• Alkuaineiden runsauden määrittäminen gammasäteilyn muodostumisalueella gammaspektroskopiamenetelmällä ja pienienergisten neutronien sieppausnopeudella auringon ilmakehässä ;
• Toissijaisen säteilyn muodostumiskorkeuksien määrittäminen vaimentamalla deuteroniviivaa raajan soihdutuksista ;
• Kiihdytettyjen protonien ja ytimien energiaspektrin tyypin ja näiden spektrien dynamiikan määrittäminen ytimen gammalinjojen suhteella ;
• Alkuaineiden ( D , 3 He , Li , Be ) muodostumisongelman tutkiminen soihdutuksen aikana;
• Soihdussa kiihtyneiden ytimien kemiallisten ja isotooppisten koostumusten maapallon lähikiertoradan sekä soihdutuselektronien ja protonien energia- ja aikaominaisuuksien tutkimus;
• Maan ilmakehän ylempien kerrosten valvonta hiljaisen auringon kovan ultraviolettisäteilyn absorption avulla ;
• Gammapurkausten röntgen- ja gammasäteilyn tutkiminen ;
• Ekliptiikan tasossa sijaitsevien röntgenlähteiden tutkiminen .

Tehtävän tulokset

Avaruusaluksen aktiivisen toiminnan ajan kaikki tieteellisten laitteiden kokonaisuuteen sisältyvät tieteelliset instrumentit pysyivät toiminnassa. Lennon aikana kerättiin noin 380 Gt tieteellistä tietoa, jonka käsittely jatkuu tällä hetkellä. Koska laitteen aktiivisen toiminnan aika osui hiljaisen Auringon jaksoon, laite ei tallentanut suuria energisiä soihduksia, joten osaa tieteellisestä laitteesta ei koskaan käytetty täysimääräisesti. Samaan aikaan useat laitteet osoittivat ainutlaatuisia tuloksia. Erityisesti Sphinx-laite tallensi UV-alueella olevia mikrosäihdyksiä, joita ei ole vielä havaittu muissa avaruusaluksissa. TESIS-teleskooppeja käytettiin lyhytikäisten aktiivisten rakenteiden tutkimiseen Auringon pinnalla. Elektron-M-Sand-instrumentti teki yksityiskohtaisia ​​karttoja Maan kiertoradalla olevista varautuneiden hiukkasten vyöhykkeistä. Konus-RF-laite tallensi useita gammapurskeita ja toistimia. Soihdut mitattiin onnistuneesti pehmeällä röntgenalueella Pingvin-M-laitteella ja ultraviolettialueella FOKA-laitteella. Erityisesti FOKA-instrumentti mittasi auringon ultraviolettisäteilyä Maan ilmakehän läpi, mikä mahdollistaa Maan yläilmakehän koostumuksen ja ominaisuuksien analysoinnin. Arvokasta tietoa saatiin intialaisesta laitteesta RT-2 ja ukrainalaisesta STEP-F-laitteesta.

Lennon aikana 15 minuutin teholla siitä hetkestä, kun tiedot pudotettiin avaruusaluksesta, tiedot FOKA- ja Penguin-M-instrumenteista välitettiin Roshydrometiin, ja sinne lähetettiin päivittäin kuvia aurinkolevystä TESIS-instrumentilla. Tätä tietoa käytettiin ennen Meteor-laitteen laukaisua ennustamaan magneettisia myrskyjä maan päällä.

Tieteellisten laitteiden kompleksin "PHOTON" kokoonpano