Авиация Коронас-Фотон - Научные исследования в космическом пространстве по проекту «Коронас-Фотон»

23 января 2011


Оглавление:
1. Коронас-Фотон
2. История проекта
3. Научные исследования в космическом пространстве по проекту «Коронас-Фотон»
4. Участники проекта

Цели проекта

Целями проекта являются: исследование процессов накопления и ее трансформации в энергию ускоренных частиц во время, изучение механизмов ускорения, распространения и взаимодействия энергичных частиц в Солнце, исследование корреляции солнечной активности с физико-химическими процессами в верхней атмосфере. Впервые будет систематически исследовано гамма-излучение солнечных вспышек вплоть до энергий 2000 МэВ, осуществлена регистрация нейтронов аппаратурой с большой эффективной площадью. Измерение линейной поляризации излучения открывает новый канал получения информации о механизмах ускорения и переноса электронов в области вспышки. Впервые в солнечных исследованиях будет применены новые типы сцинтилляторов, позволяющих повысить быстродействие аппаратуры до долей микросекунды и увеличить достоверность получаемых данных. Данные об ультрафиолетовом излучении всего диска будут иметь абсолютную точность не хуже 10 %, что особенно важно для моделирования процессов в верхней атмосфере. ИАФ МИФИ является головной организацией по комплексу научного оборудования эксперимента Коронас-Фотон.

Задачи эксперимента

• Определение функций распределения ускоренных во вспышке электронов, протонов и ядер и их эволюции с высоким временным разрешением;
• Исследование различия в динамике ускорения электронов и протонов;
• Исследование особенностей эволюции функции распределения для высокоэнергетичных частиц;
• Исследование угловой анизотропии взаимодействующих частиц на основании статистического анализа спектров излучения и параметров линейной поляризации жесткого рентгеновского излучения;
• Изучение эффектов направленности в области гамма-излучения высоких энергий;
• Определение механизмов и условий ускорения электронов и протонов на разных фазах вспышки, и параметров области удержания ускоренных частиц;
• Определение обилия элементов в области генерации гамма-излучения методом гамма-спектроскопии и по скорости захвата нейтронов низких энергий в атмосфере Солнца;
• Определение высот генерации вторичных излучений по ослаблению дейтронной линии от лимбовых вспышек;
• Определение вида энергетического спектра ускоренных протонов и ядер и динамики этих спектров по соотношению ядерных гамма-линий;
• Исследование проблемы образования элементов во время вспышек;
• Исследование на околоземной орбите химического и изотопного составов ускоренных во вспышке ядер, а также энергетических и временных характеристик вспышечных электронов и протонов;
• Мониторинг верхних слоев атмосферы Земли по поглощению жёсткого ультрафиолета спокойного Солнца;
• Исследование рентгеновского и гамма-излучения гамма-всплесков;
• Исследование рентгеновских источников, расположенных в плоскости эклиптики.

Результаты работы миссии

На всем протяжении активного функционирования КА все научные приборы, входящие в комплекс научной аппаратуры оставались работоспособны. За время полета было собрано порядка 380 Гб научной информации, которая продолжает обрабатываться и в настоящее время. Из-за того, что время активного функционирования аппарата пришлось на период спокойного Солнца, аппаратом не было зафиксировано крупных энергичный вспышек, поэтому часть научной аппаратуры так и не была использована в полной мере. В то же время целый ряд приборов показал уникальные результаты. В частности прибор Сфинкс зафиксировал микровспышки в УФ-диапазоне, которые до сих пор не удавалось зафиксировать на других космических аппаратах. С помощью телескопов «ТЕСИС» были изучены короткоживущие активные структуры на поверхности Солнца. Прибором Электрон-М-Песка были составлены подробные карты поясов заряженных частиц на орбите Земли. Прибором Конус-РФ зафиксированы несколько гамма-всплесков и репитеров. Успешно проведены измерения вспышек в мягком рентгеновском диапазоне прибором Пингвин-М, а в ультрафиолетовом прибором ФОКА. В частности прибором ФОКА проведены измерения солнечного ультрафиолета через атмосферу Земли, что позволяет провести анализ состава и особенностей верхней атмосферы Земли. Ценная информация получена на индийском приборе RT-2 и украинском приборе СТЭП-Ф.

На протяжении полета с оперативностью в 15 минут с момента сброса данных с борта КА информация с приборов ФОКА и Пингвин-М передавалась в Росгидромет, ежедневно туда направлялись изображения диска Солнца прибором ТЕСИС. Эта информация использовалась до запуска аппарата «Метеор» для прогнозирования магнитных бурь на Земле.

Состав комплекса научной аппаратуры «ФОТОН»

Гамма-излучение и нейтроны

• Спектрометр высокоэнергичных излучений «НАТАЛЬЯ-2М»
  • Разработчик — Институт астрофизики МИФИ, Москва
  • Назначение — Регистрация: гамма-излучение 0,3 — 2000 МэВ; амплитудные и временные спектры; нейтроны 20 — 300 МэВ
• Телескоп-спектрометр низкоэнергичного гамма-излучения «RT-2»
  • Разработчик — ТАТА институт фундаментальных исследований
  • Назначение — Регистрация: рентген 10 — 150 кэВ в фосвич-моде; гамма-излучение 0,10 — 2 МэВ в спектрометрической моде
• Поляриметр-спектрометр жесткого рентгеновского излучения «ПИНГВИН-М»
  • Разработчик — Институт астрофизики МИФИ, Москва; Физико-технический Институт им. А. Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург
  • Назначение — Регистрация: рентгеновское излучение 20 — 150 кэВ, измерение линейной поляризации; рентген-гамма-излучение 0,015 — 5 МэВ; мягкое рентгеновское излучение 2 — 10 кэВ, мониторинг
• Рентгеновский и гамма-спектрометр «КОНУС-РФ»
  • Разработчик — Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург
  • Назначение — Регистрация электромагнитного излучения солнечных вспышек и космических гамма-всплесков с энергией 10 кэВ — 12 МэВ с подробным исследованием области гамма-линий

Рентгеновское излучение

• Быстрый рентгеновский монитор «БРМ»
  • Разработчик — Институт астрофизики МИФИ, Москва
  • Назначение — Регистрация жесткого рентгеновского излучения 20 — 600 кэВ в шести каналах с временным разрешением до 2 — 3 мс
• Многоканальный монитор ультрафиолетового излучения «ФОКА»
  • Разработчик — Институт астрофизики МИФИ, Москва
  • Назначение — Регистрация: жесткое ультрафиолетовое излучение 1 — 130 нм в шести спектральных окнах; оккультационные измерения поглощения УФ-излучения в слоях атмосферы на высотах 150—500 км
• Солнечный телескоп/изображающий спектрометр «ТЕСИС»
  • Разработчик — Физический Институт РАН им. П. Н. Лебедева, Москва
  • Назначение — Построение изображения полного диска Солнца с угловым разрешением ~1 угл. с в диапазонах 0,842; 13,4 и 30,4 нм
• Блок Сфинкс-X в составе прибора ТЕСИС
  • Разработчик — Центр космических исследований Польской академии наук
  • Назначение — Ультрафиолетовый мониторинг Солнца

Космические лучи

• Анализатор заряженных частиц «ЭЛЕКТРОН-М-ПЕСКА»
  • Разработчик — Научно-исследовательский институт ядерной физики МГУ, Москва
  • Назначение — Регистрация потоков и энергетических спектров: протоны 1 — 20 МэВ; электроны 0,2 — 2 МэВ; ядра 2 — 50 МэВ/нуклон
• Спутниковый телескоп электронов и протонов «СТЭП-Ф»
  • Разработчик — Харьковский национальный университет им. В. Н. Каразина
  • Назначение — Регистрация потоков и спектров: протоны 9,8 — 61,0 МэВ; электроны 0,4 — 14,3 МэВ; альфа-частицы 37,0 — 246,0 МэВ с измерением направлений прихода частиц с точностью 8 — 10°

Вспомогательные системы

• Магнитометр «СМ-8М»
  • Разработчик — ФГУ НПП Геологоразведка, Санкт-Петербург
  • Назначение — Измерение трех компонентов постоянного магнитного поля на орбите КА в диапазоне от −55 до +55мкТл с погрешностью не более 0,3 мкТл
• Система сбора и регистрации научной информации «ССРНИ»
  • Разработчик — Институт космических исследований РАН, Москва
  • Назначение — Прием научной информации от 20 источников цифровых массивов по последовательному интерфейсу со скоростями 62,5 или 125 Кбит/с, хранение информации в долговременной памяти; передача научным приборам команд управления, кода бортового времени, «секундных» меток, выдача сохраненной и текущей информации в радиоканал со скоростью 7,68 Мбит/с или 15,36 Мбит/с для передачи на Землю; объем ДЗУ — 12 Гбит
• Блок управления и соединений «БУС-ФМ»
  • Разработчик — Институт космических исследований РАН, Москва
  • Назначение — Подача питания на КНА и управление аппаратурой с помощью 200 разовых команд и формирование части служебной телеметрической информации от КНА
• Комплект радиопередатчиков и антенно-фидерных устройств
  • Разработчик — Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения, Москва
  • Назначение — Передача научной информации на наземный пункт приема на двух близких частотах диапазона 8,2 ГГц, выходная мощность 8 Вт

Просмотров: 2948

<<< Юнона (КА)

RT-2 >>>