Решение о проведении КЭ "Потенциал" на борту микроспутника дистанционного зондирования Земли МС-2-8 (проект "Сич-2") принято НТС НКАУ 10 октября 2007 г. Авторы проекта: В.Е. Корепанов (ЛЦ ИКИ), Г.В. Лизунов (ИКИ) и О.П. Федоров (ИКИ). Цель проекта: создание и отработка в лётных условиях комплекса измерительной аппаратуры для диагностики газоплазменных и электродинамических характеристик ионосферы. "Потенциал" является этапом подготовки более масштабного проекта "Ионосат".
Таблица 3.1. Организации-участники проекта "Потенциал"
| Организация | Вклад в проект |
|
Головная организация:
Институт технической механики
Гос. предприятие “Конструкторское бюро “Южное” (ГП “КБ “Южное”) |
Научное руководство КЭ. Приборы: ССНИ и датчик электрического поля ЕZ.
|
Кооперация участников проекта "Потенциал" представлена в табл. 3.1. Научный координатор проекта: Г.В. Лизунов (зав. лабораторией ИКИ), главный конструктор: А.А. Лукенюк (зам. дирек¬тора ЛЦ ИКИ). КА МС-2-8 планируется запустить на циркулярную солнечно-синхронную орбиту с высотой 650 км и наклонением i = 98°. Ориентировочная дата запуска конец 2010 г. - начало 2011 г. В период 2008-2010 гг. был проведен полный цикл наземной подготовки проекта. Параметры комплекса научной аппаратуры "Потенциал" (далее КНАП) приведены в табл. 3.2. На рис. 3.1 запечатлён эксперимент по тестированию датчиков КНАП в вакуумной камере плазменной газо¬динамической установки ИТМ.
Таблица 3.2. Характеристики приборов проекта "Потенциал"
Датчики газоплазменных параметров НКП, ЕКП |
Параметры нейтральных частиц: концентрация Nn=105-1012 см-3; давление Р=10-2-10-7 Па. Параметры заряженных частиц: концентрация Ni,e=104 – 107 см-3; температура электронов Te=0,1-1.5 эВ |
В. Шувалов (ИТМ) |
|
Блок АГЧ |
Измерение токов датчиков НКП в диапазоне от 10-10 А до 10-4 А. Измерение температуры корпусов датчиков ІМП. Подача потенциалов на электроды и измерение токов датчика ЕКП |
М. Замирец (ГП “НИТИП”) |
|
Электрический зонд EZ |
Потенциал электрического поля: диапазон частот DC-1000 Гц, шум 0.4 мкВ/Гц1/2 |
А.Марусенков (ЛЦ ИКИ) |
|
Магнитометр LEMI-016M |
Вектор магнитного поля B: диапазон частот DC-1 Гц, динамический диапазон ±65000 нТ, разрешающая способность 1 нТ. |
С. Беляев (ЛЦ ИКИ) |
Система сбора научной информации (ССНИ) |
Объем памяти 8 ГБ, интерфейсы для стыковки с системами КА со скоростью 50 Мбит/с, P < 3 Вт. Осуществляет сбор и обработку данных, управление работой КНАП, формирование телеметрических кадров и обмен данными по стандартам CCSDS та SSP |
А. Лукенюк (ЛЦ ИКИ) |
Если "Вариант" являлся радиофизическим экспериментом по измерению электромагнитных волн в ионосфере, то проект "Потенциал" ставит целью регистрацию параметров самой ионосферы. При этом огромную техническую трудность и, одновременно, интерес представляет диагностика нейтрального газа, на ионосферных высотах – преобладающей компоненты космической среды.
За всю космическую эру было запущено только шесть спутников для регистрации параметров верхней атмосферы in situ: 5 аппаратов Atmosphere Explorer и Dynamics Explorer 2. Все спутники «старые», последний из них из них летал в 1981-1983 гг. Датчики нейтральных частиц устанавливались также на Space Shuttle (эксперимент STS) и орбитальных станциях Spacelab 2 и "Мир", но возмущения атмосферы при движении столь больших тел не позволяли регистрировать на них природные атмосферные вариации.
Рисунок 3.1. Тестирование датчиков НКП и ЕКП в большой вакуумной камере
КА серии Explorer были оснащены сложными приборными комплексами для определения температуры и скорости воздуха (ветра) и масс-спектрометрами для измерения концентраций отдельных газов, включая нейтральные и заряженные компоненты. Для проекта "Потенциал" в ИТМ разработан сравнительно простой и экономный прибор НКП – датчик давления и температуры воздуха, а для регистрации плазменных параметров – датчик ЕКП, являющийся разновидностью зонда Ленгмюра.
Приборы электромагнитного комплекса и ССНИ проекта "Потенциал" созданы в ЛЦ ИКИ. Для регистрации потенциала ионосферной плазмы относительно корпуса КА предназначен электрический зонд EZ; одной из целей эксперимента с EZ является изучение электромагнитной чистоты платформы МС-2, что важно для будущей адаптации платформы к требованиям проекта "Ионосат" и других научных экспериментов. Кроме того, данные КНАП будут пополняться измерениями прецизионного магнитометра LEMI-016M, входящего в подсистему ориентации МС-2-8. (Поясним, что LEMI – это марка приборов, разрабатываемых и изготовляемых в лаборатории электромагнитных измере¬ний ЛЦ ИКИ; аббревиатура происходит от английского Laboratory for Electro-Magnetic Investigations).
Размещение датчиков КНАП на МС-2-8 представлено на рис. 3.2.
Конкретных задания КЭ "Потенциал" следующие:
- Отработка методики определения газоплазменных параметров ионосферы;
- Создание и апробация в натурном эксперименте приборного комплекса КНАП;
- Измерение характеристик электромагнитных шумов платформы МС-2;
- Отработка в летных условиях ССНИ.
Рисунок 3.2. Размещение датчиков КНАП на платформе спутника МС-2-8.
- Лизунов, Г.В., В.И. Глемба, В.Е. Корепанов, Е.И. Крючков, А.А. Лукенюк , Т.В. Скороход, О.П. Федоров, В.А. Шувалов. Космический эксперимент "Потенциал" на борту спутника Сич-2. Космічна наука і технологія, 2008, т. 14, № 4, с. 3-8
- Korepanov V.Ye., Lizunov G.V., Lukenyuk А.А., Fedorov О.P. Experiment "Potential" onboard "Sich-2" satellite. Space Research in Ukraine. 2008-2010. National Space Agency of Ukraine, Kyiv, 2010, in print
