Проекты действующей Федеральной космической программы в стадии реализации

Проект ИНТЕРБОЛ

Цель проекта— исследование физических процессов в магнитосфере Земли во время суббурь и диссипации энергии, запасенной в хвосте магнитосферы, в зонах полярных сияний, кольцевом токе и токовых слоях. Проект предполагал запуск двух спутников: ХВОСТОВОГО ЗОНДА (ИНТЕРБОЛ-1) с апогеем в хвосте магнитосферы на 200000 км и АВРОРАЛЬНОГО ЗОНДА (ИНТЕРБОЛ-2) с апогеем на авроральных силовых линиях на 20000 км. Каждый из этих спутников имеет субспутник: МАГИОН-4 и МАГИОН-5 соответственно. Такая система КА позволяет исследовать детально процессы в различных областях магнитосферы и разделить пространственные и временные вариации измеренных параметров.

В течение первого года осуществления проекта (август 1995 - август 1996) на орбите функционировала только первая пара спутников - ИНТЕРБОЛ-1 и МАГИОН-4. В августе 1996 г. на орбиту были запущены еще два спутника. К сожалению субспутник МАГИОН-5 прекратил работу сразу после запуска.

В состав Комплекса Научной аппаратуры (КНА) спутника ИНТЕРБОЛ входят 16 научных приборов для проведения измерений широкого спектра плазменных и волновых экспериментов, измерений постоянных и переменных электрических и магнитных полей, УФ-спектрометрии в различных областях магнитосферы Земли; 4 служебных блока коммутации и управления и привязки к ориентации аппарата; телеметрическая системы сбора и передачи научной информации. Кроме того, часть приборов КНА имеют выход на штатную телеметрическую систему МРК.

В ходе выполнения летной научной программы с использованием КА ИНТЕРБОЛ-1 и ИНТЕРБОЛ-2 проекта ИНТЕРБОЛ за период с 01.01.2000 г по 16.10.2000 г было осуществлено следующее.

За отчетный период для управления работой комплекса научной аппаратуры объекта ИНТЕPБОЛ-1 были подготовлены и выданы Группе планирования сеансов НПО им Лавочкина исходные данные для проведения 82 сеансов связи, в том числе 35 сеансов с закладкой команд в ОЗУ ПВС.

Исходные данные включали в себя в общей сложности 15969 команд для управления работой научной аппаратуры как в прямых сеансах связи, так и для управления через ПВС вне сеансов связи.

На приборы КНА объекта ИНТЕРБОЛ-1 было выдано:

    в сеансах связи
  • 970 функциональных команд
  • 3165 числовых команд
    в дежурном режиме
  • 4913 функциональных команд
  • 6921 числовая команда.

На борту объекта ИНТЕРБОЛ-1 за отчетный период работали следующие приборы: ДОК-2Х, РФ-15И, СКА-2, СКА-1, ВДП, ЭЛЕКТРОН, КОРАЛЛ, АМЕИ-2, ПРОМИКС-3, АЛЬФА-3, АСПИ-МИФ-М, АСПИ-ПРАМ, АСПИ-ФМГ-И, ФМ-3И, АКР-2Х, ССНИ, БНС, БНК, БНТР, БНТС.

Все приборы выдавали достоверную очень интересную информацию.
За отчетный период c комплекса научной аппаpатуpы объекта ИНТЕPБОЛ-1 было получено 11,35 Гбайт "сыpых" телеметрических данных.
    Из них
  • чеpез систему ССНИ - 10,83 Гбайт
  • чеpез систему МРК - 0,52 Гбайт
Вся полученная от КНА информация прошла экспресс-анализ и по приборное разделение полного потока телеметрических данных.

Аппаратными и программными средствами ИКИ РАН (потоки ССНИ, МРК) проведена первичная обработка данных и их приведение к форматам, согласованным с экспериментаторами (привязка данных к UT, ориентации, служебным параметрам КНА). Организован доступ экспериментаторов к файлам данных соответствующих приборов.

За отчетный период периодически проходили сеансы связи с объектом "ИНТЕРБОЛ-2". Трижды (26 января, 7 и 15 февраля) "ИНТЕРБОЛ-2 откликался на команды с Земли, но работа с научной аппаратурой в этих сеансах связи не проводилась.

Проект НЕЙТРАЛ-Э

Астрофизический эксперимент "Нейтрал-Э" имеет своей целью изучение прямым методом изотопного состава двух компонент межзвездного вещества - инертных газов гелия и неона.

Пионерские работы по изучению рассеяния на нейтральных атомах в околоземном космическом пространстве солнечного УФ-излучения позволили обнаружить только межзвездные атомы 4He, но другие компоненты не были зарегистрированы. Недавние космические масс-спектрометрические эксперименты в проектах AMPTE и ULYSSES тоже могли детектировать только 4He и, главным образом, его ионизированную компоненту.

Наблюдения изотопов гелия и неона межзвездного происхождения имеют особый интерес прежде всего потому, что обе компоненты, будучи инертными газами, не вступают в химические реакции и их изотопный состав не меняется при различных процессах фракционирования. Таким образом, в их изотопном составе "заморожена" история их происхождения.

По современным представлениям изотопы гелия (3He и 4He) родились во время “Большого Взрыва”, давшего начало наблюдаемой Вселенной. После этого изотоп 3He дополнительно возникал в ядерных реакциях, происходивших в звездах. Когда звезды взрывались или рассеивались, они обогащали межзвездный газ изотопом 3He.

Для протосолнечного вещества отношение 3He/4He известно из анализа метеоритов и наблюдений солнечного ветра. Можно полагать, что это отношение зафиксировало состояние межзвездной среды в эпоху образования Солнечной системы - около 4,6 миллиарда лет назад. Поэтому полученное на сегодня в эксперименте "Нейтрал-Э" (COLLISA) соотношение изотопов 3He/4He отражает интенсивность процессов рождения и смерти звезд, происходивших после образования Солнца.

Соотношение изотопов неона 20Ne/22Ne также сильно зависит от "ядерной" истории вещества. До настоящего времени измерения этого отношения в различных пробах (метеориты, камни с Луны, солнечные вспышки, солнечный ветер) давали заметно разные результаты, что остается необъясненным. Получение такого соотношения для межзвездной среды должно послужить основополагающим базисом для последующего анализа.

Необходимо подчеркнуть, что регистрация прямым (in-situ) методом нейтральных атомов межзвездной среды открывает новый источник знаний о процессах, происходящих снаружи Солнечной системы.

Сам эксперимент заключался в том, что специально подготовленные образцы медно - бериллиевой фольги экспонировались в открытом космическом пространстве в потоке межзвездного газа, атомы которого частично адсорбировались на фольге. После экспозиции образцы фольги возвращались на Землю, где они подвергались специальному масс - спектрометрическому анализу для выделения искомых компонент: 3He, 4He, 22Ne и 23Ne.

Экспонирование образцов фольги и все необходимые для этого операции осуществлялись на борту станции "Мир" с помощью специально разработанного ИКИ РАН для эксперимента "Нейтрал-Э" прибора "КОМЗА" (КОллектор МежЗвездных Атомов). Смена кассет осуществлялась космонавтами, доставка кассет на землю - американским КА "Атлантис". К сожалению, удалось возвратить на землю только 2 набора кассет – всего 8 штук. Третий проэкспонированный набор кассет остался на борту станции в приборе.

Лабораторная обработка проэкспонированных образцов по выделению искомых компонент захваченного газа и их высокоточное масс-спектрометрическое исследование проводилась в Физическом Институте Бернского Университета. В результате анализа удалось успешно выделить атомы 4He межзвездного происхождения в 1999 году.

После модернизации масс-спектрометра Физического института Бернского университета в 2000 году удалось успешно выделить из доставленных образцов фольги 3He. Таким образом, впервые прямым методом удалось определить соотношение изотопов гелия в межзвездном газе:

3He/4He=(1.3± 0.76)× 10-4.

Величина этого отношения послужит важным критерием для выбора наиболее адекватной модели эволюции Вселенной.
Научный руководитель эксперимента к. ф.-м.н. Застенкер Г.Н.

 

 




Наверх
На главную страницу
Created: 19.01.01 Updated: 26.01.01