3.3. Проекты в стадии НИР
1. Проект РЕЗОНАНС
Краткое описание проекта, его цель, назначение.
Проект Резонанс направлен на исследование взаимодействия волн и частиц во внутренней магнитосфере Земли. Основными научными задачами проект РЕЗОНАНС являются:
- исследование динамических характеристик циклотронного магнитосферного мазера;
- изучение процессов наполнения плазмопаузы после магнитных возмущений,
- изучение динамики кольцевого тока,
- выявление роли мелкомасштабных процессов в глобальной динамике магнитосферной плазмы.
По предложению украинских ученых, в дополнение к основным задачам проекта, рассматривается возможность проведение эксперимента “УНЧ интерферометр”, целью которого является изучение структуры поля и источников микропульсаций геомагнитного поля Земли.
Предполагаемая дата запуска – 2007-8 годы. Дата запуска будет зависеть от даты начала стадии ОКР. В настоящее время прилагаются усилия для скорейшего начала ОКР.
Научным руководителем проекта РЕЗОНАНС является член-корр. РАН Л.М. Зеленый, Ведущим по проекту – М.М. Могилевский.
Состав научной аппаратуры.
Модельный состав научной аппаратуры и обоснование этого состава приведены в “Итоговом отчете по НИР “Проработка научных и проектных аспектов космического эксперимента по исследованию процессов резонансного взаимодействия электромагнитного излучения с заряженными частицами магнитосферы Земли”.
Состояние дел по проекту.
Проект РЕЗОНАНС включен в Федеральную космическую программу до 2005 года, в качестве НИР и его финансирование работ по проекту проводится в рамках Государственного контракта между ИКИ РАН и Росавиакосмосом:
Финансирование работ по проекту проводилось в соответствии с планом 6-ого раздела ФКП в полном объеме.
В 2003 году проводились следующие работы:
2. Проект Бепи-Коломбо.
Миссия к Меркурию Бепи Коломбо выбрана ЕКА в качестве базового элемента (
Cornerstone Mission) научной программы. Это объясняется двумя фактами: (а) исследования Меркурия имеют ключевое значение для понимания происхождения и эволюции Солнечной системы, (б) к Меркурию до настоящего времен летал только космический аппарат – Маринер-10, в 1974 г. Поэтому многие научные вопросы, относящиеся к Меркурию и межпланетному пространству около Меркурия, еще ожидают решения. В составе миссии Бепи Коломбо планируется три космических аппарата: искусственный спутник Меркурия (МРО) для дистанционных исследований поверхности планеты, искусственный спутник для исследований ее магнитосферы (ММО) и посадочный аппарат для прямых исследований поверхности (MSE). В 2003 г прошли предварительные обсуждения с ЕКА возможного российского участия в этой миссий. Задачей НИР является дальнейшая проработка такой возможности.Д.ф.-м.н. О.И.Кораблев, 333-54-34,
oleg@irn.iki.rssi.ru (Лаб. 536)
3. Разработка методов исследований для перспективных планетных проектов.
Разработан ИК-спектрометр с применением акусто-оптического фильтра.
Продолжена разработка спектрометра высокого разрешения для исследования состава планетных атмосфер методом солнечного просвечивания (SOIR : Solar Occu
ltation InfaRed experiment). Разработка велась в рамках институтской программы Перспектива. Результаты разработки использованы при изготовлении Российско-Французско-Бельгийского прибора SOIR спутника Венеры “Венера-Экспресс” (запуск в 2005г).Продолжена разработка малогабаритного спектрометра ближнего ИК-диапазона на акустооптическом фильтре (АОПФ) для исследований Венеры в составе прибора СПИКАВ проекта Венера Экспресс. ИК спектрометр для исследований Венеры охватывает диапазон длин волн 0.6-1.65 мкм и имеет значительно (´ 10) более высокую чувствительность по сравнению с прибором, разработанным для исследования Марса. Это необходимо, чтобы обеспечить измерения в самых коротковолновых “окнах прозрачности” атмосферы Венеры. Проведена существенная модификация АОПФ (диапазон перестройки превышает одну октаву), детекторов и электроники прибора. Изготовлена и испытана модель прибора для испытаний, начаты ее калибровки. Проведена предварительная интеграция модели для испытаний в состав совместного Российско-Французского прибора СПИКАВ.
Д.ф.-м.н. О.И.Кораблев, 333-54-34,
oleg@irn.iki.rssi.ru (Лаб. 536)Разработана методика прямого измерения содержания изотопов водорода в поверхностном слое грунта методом регистрации протонов отдачи, рассеянных в прямом направлении потоком альфа-частиц
.В 2003 году продолжались исследования с целью исследовать теоретически и экспериментально метод определения содержания водорода в породах поверхностного слоя Марса, основанный на возможности регистрации протонов отдачи, рассеянных в прямом направлении потоком альфа-частиц. В эксперименте АРХ методы обратного рассеяния альфа-частиц и индуцированного альфа-частицами флуоресцентного рентгеновского излучения обладают одним недостатком - они не позволяют обнаружить изотопы водорода, которые могут входить в состав грунта в виде кристаллогидратов, или в какой-либо другой форме. В разрабатываемом методе полупроводниковые детекторы и радиоизотопные источники альфа-частиц аналогичны использующимся в APX-спектрометре, однако, геометрическая конфигурация соответствует регистрации частиц рассеянных вперед. Проведенные теоретические расчеты и экспериментальные измерения показали, что чувствительность метода составляет примерно 0.05 весовых процента водорода. Получены экспериментальные спектры дейтерий содержащих образцов, демонстрирующие практическую возможность определения отношения водорода к дейтерию в широком диапазоне концентраций. Для определения количественного состава изотопов водорода в исследуемом веществе велись работы по отработке математических методов разделения спектральных линий, получаемых в альфа моде
apx спектрометра. В частности отрабатывалось математическое разделение спектральных линий при упругом рассеянии альфа-частиц на атомах водорода и дейтерия. Предлагаемый метод позволит надежно определить содержание воды в поверхностном слое планетного грунта при помощи весьма компактного прибора с массой в десятки раз меньшей, чем у прибора с газовым хроматографом и масс-спектрометром.К.ф.-м.н. Герасимов М.В. ,тел. 333-11-55,
mgerasim@mx.iki.rssi.ru (Лаб. 532 )Корчуганов Б.Н., Дольников Г.Г., Герасимов М.В., Прилуцкий О.Ф., Ридер Р., Венке Г., Эконому Т. Экспериментальное исследование: "Новый метод измерения водорода в поверхностном слое планетного грунта по протонам отдачи при упругом рассеянии альфа-частиц". В сб.: Ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии, тезисы докладов, Геохи РАН, Москва, с. 30, 2003.
Продолжалась разработка научных приборов для проекта Фобос-Грунт:
а) хромато-масспектрометр – для прямых измерений элементного, изотопного и химического состава вещества поверхностного слоя Фобоса (лаб. 534 и 537, к.ф.-м.н. В.А. Кочнев и Е.Н. Евланов),
б) термический дифференциальный анализатор (ТДА) – для прямых измерений содержания летучих в веществе поверхностного слоя Фобоса (лаб. 532, к.ф.-м.н. М.В. Герасимов),
в) панорамная ТВ-камера (лаб. 533, д.ф.-м. н. В.М. Линкин),
г) манипулятор с камерой, АПР-анализатором и мессбауэровским спектрометром - для проведения серии измерений в нескольких точках (лаб. 533, д.ф.-м. н. В.М. Линкин),
д) ИК-спектрометр теплового диапазона – для дистанционных измерений минерального состава вещества и температуры поверхностного слоя Фобоса (лаб. 535, д.ф.-м.н Л.В. Ксанфомалити),
е) Оптический датчик - для измерений либрационных движений Фобоса (лаб. 533, д.ф.-м. н. В.М. Линкин),
ж) Радиочастотный генератор высокой стабильности – для точных измерений орбитального движения Фобоса (лаб. 533, д.ф.-м. н. В.М. Линкин),
з) Спектрометр ближнего ИК диапазона – для дистанционного мониторинга содержания водяного пара в атмосфере Марса (лаб. 536, д.ф.-м. н. О.И.Кораблев).
Работы велись в условиях острого недостатка финансовых ресурсов, и были, в основном, ограничены подготовкой техдокументации в объеме эскизного проектирования.
Продолжалась разработка нового метода прецизионных измерений составляющих мгновенных спин-векторов планет земной группы и Луны с точностью до 1 угловой секунды при помощи наземных радиолокационных средств.
Этот подход, основанный на эффекте дальней когерентности (спекл-смещения) обратнорассеянного радиолокационного поля был предложен автором много лет назад, но его наблюдательная проверка была осуществлена лишь в 2002-2003 г. – в США. Метод получил название РИСС - радиолокационная интерферометрия спекл-смещения (в англ. ред.
RSDI -radar speckle displacement interferometry). Оценена предельная точность РИСС-метода применительно к сближающимся с Землей астероидам и ядрам комет. Рассмотрены возможности более мощного радара, над созданием которого, по-видимому, следует задуматься в ближайшем будущем в Европе и СНГ.К. ф.-м. н. Холин И.В. 333-23-55,
holin@mail.cnt.ru (лаб.535)Holin I. V. (2003) Limiting accuracy of Mars, Mercury, Venus instantaneous spin-components estimation by ground-based radar, LPSC 34, abstract # 1109.
Holin I. V. (2003) Spin dynamics of terrestrial planets from Earth-based RSDI, Meteorit. & Planet. Sci. 38, Nr 7, Suppl., p. A9.
Holin I. V. (2003) Limiting RSDI accuracy of spin states estimation of near Earth objects, Meteorit. & Planet. Sci. 38, Nr 7, Suppl., p. A35.
Margot J-L., Peale S. J., Jurgens R. F., Slade M. A., Holin I. V. (2003) Mercury interior properties from measurements of librations, IAU XXV GA, JD02-1203, Sydney.
Holin I. V. (2003) Accuracy of Mars' polar axis determination by Earth-based RSDI, Mars Polar 2003 conf., abstract #8051.