В прошлом номере мы сообщали о том, что коллективу ученых, в числе которых и директор Института астрофизики МИФИ Ю.Д. Котов, присуждена премия Правительства РФ в области науки и техники за 2008 год за создание комплекса аппаратуры для изучения Солнца и солнечно-земных связей для спутника «КОРОНАС-Ф».
Напомним, что программа «КОРОНАС» (Комплексные Орбитальные Околоземные Наблюдения Активности Солнца) предусматривает вывод на орбиту трех аппаратов для работы в разные периоды солнечной активности.
Для первого спутника этой серии «КОРОНАС-И» (1994 г.) МИФИ создал прибор АВС (амплитудно-временной анализатор спектра). На следующем – «КОРОНАС-Ф» (2001-2005 гг.) – был установлен его модернизированный вариант АВС-Ф, работавший совместно с рентгеновским спектрометром РПС и гамма-детектором СОНГ. За них и получена правительственная награда.
А 30 января этого года осуществлен успешный запуск третьего спутника «КОРОНАС-ФОТОН», на котором успешно функционируют приборы, разработанные в Институте астрофизики МИФИ и в смежных организациях. Кроме того, ИАФ МИФИ является головной организацией по научной программе проекта, а также оператором проекта, координируя управление комплексом научной аппаратуры из 14 приборов и прием научной информации на наземной станции.
О ходе этого проекта и будет рассказ.
На снимке: коллектив Института астрофизики МИФИ
В первый месяц полета «КОРОНАС-ФОТОН» выполнялись в основном работы по приведению служебных систем, прежде всего бортовой управляющей машины (БУМ), в номинальные рабочие режимы. Все работы по настройке и изменению режимов работы служебных систем и научных приборов космического аппарата (КА) могут осуществляться путем подачи радиокоманд во время сеансов радиосвязи. Отработка набора посылаемых на борт команд велась в организации-разработчике на точной копии БУМ. В работе были задействованы несколько научно-промышленных организаций под руководством главного конструктора КА Р.С.Салихова.
Нами, как головной научной организацией и оператором по выполнению научной программы, в это время выполнена первая часть программы научных исследований: проведены последовательные включения научных приборов, анализ их состояний и температурных режимов после выхода спутника на орбиту: точнее говоря, были подготовлены и отправлены в ЦУП полетные задания в виде управляющих файлов, а также проведен анализ телеметрической информации с бортовых датчиков, измеряющих температуру, напряжения и др. величины. Можно считать, что все приборы включились, а температуры оказались в удивительном согласии с заданными величинами.
На втором этапе, с начала работы БУМ в штатном режиме, приборы были приведены в рабочие состояния (открыты крышки оптических элементов детекторов, поданы рабочие напряжения на детекторы), начались тестовые программы и фоновые измерения – установление работоспособности приборов. Из 14 научных приборов полностью работоспособны 13, а в одном («СОКОЛ», создатель ИЗМИРАН) работает часть фотометрических каналов. Сейчас выполняется третий этап программы, в ходе которого должны быть сделаны юстировки приборов по направлению на центр диска Солнца с точностью несколько угловых минут, установлены энергетические пороги с учетом реальных условий на орбите и оптимизированы другие параметры аппаратуры. К настоящему времени все приборы работают в режиме мониторинга, а для 10 приборов настройки и юстировки завершены. Режим одновременной работы всех научных приборов – основной для работы, причем объем бортовой памяти и пропускная способность тракта сброса данных не ограничивают информативности приборов.
Совместно с НИИЭМ, ЦУП, РНИИ КП, НЦ ОМЗ, НИИ ТП проводились работы по улучшению качества приема целевой информации на наземном приемном пункте, расположенном в районе Отрадное. Благодаря выполненным работам, сбои в потоках информации практически устранены. Для уменьшения числа сбоев при сбросе на Землю прием ведется на двух антеннах по двум каналам на каждой, с последующим автоматическим объединением в один файл. Принятая четыре раза в сутки информация поступает по Интернету в МИФИ, где производится ее распаковка, проверка на отсутствие сбоев, разделение по приборам, введение в базу данных и предоставление всем пользователям. Для обеспечения указанных процедур и составления заданий на управление приборами в Институте астрофизики МИФИ создана круглосуточная служба, операторами которой в основном работают студенты старших курсов.
Измеренная прибором «Пингвин» скорость счета фотонов в различных энергетических диапазонах от солнечной вспышки 26 марта 2009 года.
Протуберанец протяженностью более 600 000 километров, зарегистрированный 17 апреля телескопом «ТЕСИС» (разработчик – ФИАН им. П.Н. Лебедева) с борта КА «КОРОНАС-ФОТОН».
Оценивая полученные результаты выполненных наблюдений, следует помнить, что солнечная активность сейчас практически отсутствует и каждая, даже малая, заурядная вспышка является уникальной. Первым (не фоновым) событием явилась регистрация приборами «КОНУС-РФ» и «Пингвин» космического гамма-всплеска 27 февраля 2007 г. Профиль его блеска в рентгеновском и гамма-диапазонах был измерен с временным разрешением 2 мсек. Подобных гамма-всплесков зарегистрировано уже несколько штук.
Первые солнечные слабые всплески зарегистрированы 26 марта приборами «Пингвин» (мягкий рентген), ФОКА (в жестком ультрафиолете) и польским прибором SphinX, также входящим в состав нашей научной аппаратуры. Эти же вспышки наблюдались в рентгене американским спутником GOES на экваториальной геостационарной орбите высотой около 36 000 км. Измеренная прибором «Пингвин» скорость счета фотонов в различных энергетических диапазонах показана на рисунке. Цвета соответствуют диапазонам 1,7–3,0 кэВ; 3,0–4,2 кэВ; 4,3–5,5 кэВ; 5,5–6,7 кэВ; 6,7–8,4кэВ. Вспышки помечены стрелками. Резкие возрастания скоростей счета (отмеченные четырьмя синими звездами) — обычное явление, связанное с увеличением фона при пересечении спутником радиационных поясов вблизи магнитных полюсов Земли. Как видно из рисунка, длительность излучения вспышки растет с уменьшением энергии, что соответствует остывающей плазме, в то время как время нагрева (фронта) одинаково для всех диапазонов. Приборы с порогами более 10 кэВ этих вспышек не зарегистрировали.
Таким образом, комплекс приборов миссии «КОРОНАС-ФОТОН» осуществляет мониторинг солнечной активности и иных астрофизических быстропеременных потоков жесткого электромагнитного излучения.
Отдельно хочу отметить сотрудников Института астрофизики МИФИ, принимавших активное участие в работе. Это — А.С. Буслов, А.С. Гляненко, В.Н. Юров, А.В. Кочемасов, Е.Э. Лупарь, К.Ф. Власик, М.В. Бессонов, Ю.А. Трофимов и другие.
Проверка работоспособности солнечных батарей спутника в мон-тажно-испытательном комплексе космодрома «Плесецк».
Общий вид космического аппарата «КОРОНАС-ФОТОН» со стороны приборной платформы (солнечные батареи сложены).
Установка ракеты-носителя «Циклон-3» на стартовый стол на космодроме «Плесецк».
Ю. Котов,
директор Институт астрофизики МИФИ.
Фото А. Кочемасова.
