Koronas-Photon

Koronas-Photon  är en rysk rymdfarkost designad för grundläggande forskning om solen och sol-jordiska relationer. Rymdfarkosten utvecklades på order av Roscosmos och Ryska vetenskapsakademin som en del av det ryska rymdprogrammet CORONAS , designat för att skjuta upp tre solorienterade rymdfarkoster i låg omloppsbana om jorden . Rymdfarkosten Koronas-Photon är den tredje satelliten i serien, de tidigare KORONAS-I- och KORONAS-F- satelliterna togs ur bruk vid tidpunkten för uppskjutningen. Utvecklaren av rymdkomplexet är FSUE "NPP VNIIEM", utvecklaren av rymdfarkostens system ombord är FSUE "NIIEM" (Istra), huvudorganisationen för komplexet av vetenskaplig utrustning "FOTON" är Institute of Astrophysics MEPhI.

Rymdfarkosten sköts upp i en omloppsbana nära jorden av bärraketen Cyclone-3 från Plesetsk Cosmodrome den 30 januari 2009 klockan 16:30.

Mindre än ett år senare, den 1 december 2009 , stängdes all vetenskaplig utrustning på satelliten av på grund av ett strömavbrott [1] . Orsaken till misslyckandet med satelliten var ett fel i beräkningarna av strömförsörjningssystemet. Den 18 april 2010 förklarade Solar X-Ray Astronomy Laboratory den "slutliga döden" för satelliten "med en hög grad av sannolikhet" [2] .

Den totala varaktigheten av satellitens målarbete var 278 dagar: från 26 februari 2009 (dagen då den vetenskapliga utrustningen slogs på) till 30 november 2009 (dagen för sista mottagandet av vetenskaplig information) [2] .

Projekthistorik

1992 undertecknades ett avtal mellan Ryska vetenskapsakademin och Ukrainas vetenskapsakademi om genomförandet av ett program för grundforskning av solen, vilket inkluderade lanseringen av tre solorienterade rymdfarkoster under CORONAS- programmet (Complex Orbital ) Jordnära observationer av solaktivitet ) . Dessutom skulle lanseringen av enheterna äga rum på följande datum: CORONAS-I - 1993 , CORONAS-F - 1994 , Coronas-Photon - 1995 , för att täcka den 11-åriga solaktivitetscykeln med observationer . I verkligheten, på grund av ekonomiska problem, lanserades rymdfarkosten CORONAS-I från Plesetsk-kosmodromen 1994 , och rymdfarkosten CORONAS -F lanserades först 2001 . 1997 , för att genomföra Coronas-Photon-projektet , skapades Institute of Astrophysics i strukturen av MEPhI , men finansieringen för projektet förblev mycket knapp, och arbetet med det intensifierades först 2000 . Projektet "Coronas-Photon" ingick i det internationella programmet " Livet med en stjärna ".

Maskinmodell:

Utvecklingen av rymdkomplexet anförtroddes FSUE "NIIEM", som började förfina sin seriella plattform " Meteor " för dessa ändamål . IAF MEPhI utsågs till huvudorganisationen för PHOTONs vetenskapliga utrustningskomplex, som skapade ett samarbete mellan vetenskapliga organisationer involverade i individuella enheter i komplexet. Till en början inkluderade utvecklingsteamet vetenskapliga organisationer från Ryssland , Ukraina , Indien , Spanien och Tyskland . Men på grund av förseningar i genomförandet av projektet drog Tyskland och Spanien sig ur projektet, men 2007 gick Polen med i det . Sedan 2005 började MEPhI testa rymdfarkosten PHOTON i olika konfigurationer, och sedan 2007 började NIIEM docka rymdfarkosten PHOTON med rymdfarkosten. Hösten 2008 var det huvudsakliga dockningsarbetet avslutat, tester genomfördes enligt de obligatoriska instruktionerna före flygning INK900 och INK903, och den 10 december 2008, vid ett möte i statskommissionen, beslutades att ta rymdskepp till rymdhamnen . Parallellt med detta genomfördes framgångsrikt interdepartementala tester av markkontrollkomplexet och markkomplexet för att ta emot, bearbeta och sprida information från rymdfarkosten Koronas-Photon, som är en del av rymdfarkosten Koronas-Photon.

Redan den 15 december anlände rymdskeppet och KPA PHOTON-instrumenten till kosmodromen, där monteringen av rymdskeppet och tester före flygningen började i januari. Den 16 januari 2009 slutfördes testerna framgångsrikt.

Den 30 januari 2009 kl. 16.30 från kosmodromen Plesetsk , lanserades rymdfarkosten Cyclone-3 från rymdfarkosten CORONAS-PHOTON framgångsrikt i en omloppsbana nära den beräknade. Därefter började perioden för justering av apparatens system ombord, före arbetet med att slå på vetenskapliga instrument. De första operationerna med KPA "PHOTON" var införandet av magnetometern SM- 8M och öppningen av skyddshöljet på FOKA-enheten, utfört den 4 februari . Den 13 februari slogs BIS-KF-enheten på och samma dag utfördes den första återställningen av testinformation till mottagningsstationerna för NTs OMZ. Och den 17 februari slogs SSRNI-enheten på och en teståterställning av informationen som registrerats i enhetens minne på kosmodromen utfördes. Efter det framgångsrika slutförandet av dessa arbeten , den 19 februari, slogs de flesta av de vetenskapliga instrumenten på, och den 20 februari slogs Natalya-2M och TESIS-instrumenten på.

Genom beslut av den statliga kommissionen den 30 mars 2009, efter resultaten av det första steget av flygtest, ingick CORONAS-PHOTON-rymdfarkosten i den ryska rymdkonstellationen .

Den 1 december 2009, efter många fel i systemen ombord, förlorades rymdfarkosten av RF Armed Forces instrumentstationer. Innan dess, på grund av problem med strömförsörjningssystemet, var rymdfarkostens vetenskapliga utrustning strömlös. Under de följande månaderna fortsatte MCC och IPC för RF Armed Forces att försöka komma i kontakt med fordonet. Men i april 2010 , när visuell observation fastställde enhetens desorientering, och dess solpanelers vändning till jorden , beslutades det att stoppa försöket. Det är anmärkningsvärt att vid tiden för rymdfarkostens misslyckande förblev alla vetenskapliga instrument i drift och överförde vetenskaplig information till marken till sista ögonblicket, vars totala volym under hela flygtiden nådde 380 GB.

Vetenskaplig forskning i yttre rymden under Coronas-Photon-projektet

Projektmål

Projektets mål är: att studera ackumuleringsprocesserna och dess omvandling till energin hos accelererade partiklar i tid, att studera mekanismerna för acceleration, utbredning och interaktion mellan energiska partiklar i solen , att studera korrelationen av solaktivitet med fysikaliska och kemiska processer i den övre atmosfären. För första gången kommer gammastrålningen från solflammor upp till energier på 2000 MeV att studeras systematiskt , neutroner kommer att detekteras av utrustning med en stor effektiv yta. Mätningen av den linjära polariseringen av strålning öppnar en ny kanal för att få information om mekanismerna för acceleration och transport av elektroner i flareområdet. För första gången inom solforskningen kommer nya typer av scintillatorer (YAlO3) att användas, som gör det möjligt att öka hastigheten på utrustningen till bråkdelar av en mikrosekund och öka tillförlitligheten hos de data som erhålls. Data om ultraviolett strålning av hela skivan kommer att ha en absolut noggrannhet på inte sämre än 10%, vilket är särskilt viktigt för modelleringsprocesser i den övre atmosfären . IAP MEPhI är den ledande organisationen för komplexet av vetenskaplig utrustning för Koronas-Photon-experimentet.

Experimentets mål

• Bestämning av fördelningsfunktionerna för elektroner , protoner och kärnor som accelereras i en flare och deras utveckling med hög tidsupplösning;
• Undersökning av skillnader i dynamiken för acceleration av elektroner och protoner (kärnor);
• Studie av egenskaperna hos utvecklingen av fördelningsfunktionen för högenergipartiklar (upp till energier av flera GeV );
• Undersökning av vinkelanisotropin hos interagerande partiklar på basis av en statistisk analys av emissionsspektra och linjära polarisationsparametrar för hård röntgenstrålning ;
• Studie av riktningseffekter i området för högenergi- gammastrålning ;
• Bestämning av mekanismerna och villkoren för acceleration av elektroner och protoner i olika faser av blixten , och parametrarna för området för inneslutning (utbredning) av accelererade partiklar;
• Bestämning av mängden element i området för generering av gammastrålning med metoden för gammaspektroskopi och genom infångningshastigheten för lågenergineutroner i solatmosfären ;
• Bestämma höjderna för generering av sekundär strålning genom dämpning av deuteronlinjen från extremitetsutbrott ;
• Bestämning av typen av energispektrum för accelererade protoner och kärnor och dynamiken för dessa spektra genom förhållandet mellan nukleära gammalinjer ;
• Undersökning av problemet med bildningen av element ( D , 3 He , Li , Be ) under flare;
• Forskning om den nära jordens omloppsbana för de kemiska och isotopiska sammansättningarna av kärnor som accelereras i en flare, såväl som energin och tidsmässiga egenskaperna hos flareelektroner och protoner;
• Övervakning av de övre lagren av jordens atmosfär genom absorptionen av den tysta solens hårda ultravioletta ;
• Undersökning av röntgen- och gammastrålning från gammastrålning ;
• Undersökning av röntgenkällor belägna i ekliptikans plan .

Uppdragsresultat

Under hela rymdfarkostens aktiva funktion förblev alla vetenskapliga instrument som ingår i komplexet av vetenskaplig utrustning i drift. Under flygningen samlades cirka 380 GB vetenskaplig information in, som fortsätter att bearbetas för närvarande. På grund av det faktum att tiden för enhetens aktiva funktion föll på perioden med den tysta solen, registrerade enheten inte stora energiska flare, så en del av den vetenskapliga utrustningen användes aldrig i full utsträckning. Samtidigt visade ett antal enheter unika resultat. Speciellt registrerade Sphinx-enheten mikroflammor i UV-området, som ännu inte har upptäckts på andra rymdfarkoster. TESIS-teleskopen användes för att studera kortlivade aktiva strukturer på solens yta. Instrumentet Elektron-M-Sand gjorde detaljerade kartor över laddade partikelbälten i jordens omloppsbana. Konus-RF-instrumentet registrerade flera gammastrålningskurar och repeatrar. Flares mättes framgångsrikt i det mjuka röntgenområdet med Pingvin-M-instrumentet och i det ultravioletta området med FOKA-instrumentet. Speciellt mätte FOKA-instrumentet solens ultravioletta strålar genom jordens atmosfär, vilket gör det möjligt att analysera sammansättningen och egenskaperna hos jordens övre atmosfär. Värdefull information erhölls om den indiska enheten RT-2 och den ukrainska enheten STEP-F.

Under flygningen, med en effektivitet på 15 minuter från det att data släpptes från rymdfarkosten, överfördes information från instrumenten FOKA och Penguin-M till Roshydromet, och bilder av solskivan skickades dit dagligen av TESIS-instrumentet. Denna information användes före lanseringen av Meteor-apparaten för att förutsäga magnetiska stormar på jorden.

Sammansättningen av komplexet av vetenskaplig utrustning "PHOTON"