III. РАБОТЫ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ПО ПРОЕКТАМ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
1. Детектор нейтронов
высоких энергий ХЕНД для КА НАСА «2001 Марс Одиссей» (шифр – МСП-2001).
Заказчик
– Федеральное космическое агентство.
Цель проекта:
Детектор быстрых нейтронов ХЕНД является российским экспериментом в составе гамма спектрометрического комплекса GRS космического аппарата НАСА «2001 Марс Одиссей» (США).
Научная цель эксперимента
ХЕНД – исследование потоков нейтронов образующихся в верхнем слое грунта Марса
под действием космических лучей для поиска воды и обеспечения обработки данных
гамма спектрометра GRS.
КА «2001 Марс Одиссей»
запущен 7 апреля 2001 г. После окончания официального срока (август 2004 г.)
проект продлен до конца 2006 г.
Руководитель: д.ф.м.н. Митрофанов И.Г., тел.: 333-3489, E-mail: imitrofa@space.ru
Гос. контракт с Роскосмосом на
выполнение ОКР № 025-5670/07 от 14 февраля 2007 г.
Выполнено: Обеспечено управление экспериментом ХЕНД и
первичная обработка данных измерений. После 6 лет непрерывной работы на орбите
вокруг Марса все системы аппаратуры ХЕНД работают нормально. Данные измерений
обрабатываются и размещаются в базе данных «Планета» ИКИ РАН и также в
международный архив данных PDS.
Наименование проекта Бортовой телескоп нейтронов высоких энергий БТН-М1 для
проведения космического эксперимента «БТН – Нейтрон» на борту Служебного Модуля
Российского Сегмента Международной Космической Станции (шифр – «БТН-Нейтрон»).
Заказчик – РКК «Энергия»
им. С.П. Королева
С 2001 по 2007 годы в лаборатории
№503 космической гамма-спектроскопии ИКИ РАН проводились работы по разработке и
созданию аппаратуры БТН-М1 для реализации научного эксперимента «БТН-Нейтрон»
на борту Российского сегмента МКС. Кроме Института космических исследований
РАН, в этих работах принимали участие сотрудники Института машиноведения им.
А.А.Благонравова РАН, Объединенного института ядерных исследований, РКК
«Энергия» им. С.П. Королева и Центра подготовки космонавтов им. Ю.А.Гагарина
Целями этого
эксперимента являются:
- исследование вторичного
нейтронного излучения верхней атмосферы Земли под воздействием энергичных
заряженных частиц в магнитосфере,
- исследование нейтронной компоненты
солнечных вспышек,
- исследование нейтронной компоненты
радиационного фона на борту МКС.
Особенностью проведения эксперимента
«БТН-Нейтрон» на борту МКС является возможность синхронных измерений
нейтронного излучения Марса в российском
эксперименте ХЕНД на борту
автоматической межпланетной станции НАСА «Марс Одиссей». Совместная обработка
данных измерений с двух приборов на орбитах вокруг Земли и Марса создает
уникальную возможность для стереоскопических измерений с различных точек
Солнечной системы потоков нейтронов от солнечных вспышек, для сравнения
вариаций радиационной обстановки на различных фазах солнечного цикла, и также
для сравнения радиационных условий на околоземных и межпланетных космических
аппаратах.
Для регистрации нейтронов в составе
аппаратуры БТН-М1 используется второй лётный образец прибора ХЕНД, который был
создан по заказу Роскосмоса для проекта НАСА «Марс Одиссей». Созданные дополнительно блоки аппаратуры БТН-М1 обеспечили сопряжение
прибора ХЕНД со служебными системами МКС, его установку на внешней стороне
служебного модуля «Звезда» и обеспечение теплового режима (рис. 1 и 2). Работы
по созданию и отработкам аппаратуры БТН-М1 были выполнены в ИКИ РАН по
контракту с РКК «Энергия» на основании контракта № 828 от 15.03.2002г. в рамках
проекта Роскосмоса «МКС-Наука». .
В октябре 2006 года аппаратура
БТН-М1 была доставлена на РС МКС на ТГК «Прогресс М-358». Космонавт М.В. Тюрин
(экспедиция МКС-14) произвел установку и подключение блока БТН-МЭ к бортовым
системам РС МКС в ноябре 2006г (рис. 3). Была также произведена подготовка
блока БТН-МД к выносу в открытый космос. Он был установлен на штатное место на
внешней поверхности МКС во время двух выходов в открытый космос космонавта
России М. Тюрина и астронавта США М. Лопес-Алегрия 23 ноября 2007 года и 22
февраля 2007 года
26
февраля 2007 года аппаратура БТН-М1 была включена в режим научных измерений. До
14 июня 2007 года аппаратура работала в
режиме штатной эксплуатации с настройками «по умолчанию». Привязка
времени производилась по командам ЦУПа.
14 июня 2007 года управление аппаратурой БТН-М1 и временная привязка данных
были переключены к служебному Блоку Сервера Полезной Нагрузки (БСПН), и
аппаратура была переведена в режим штатной эксплуатации с настройками,
произведёнными по командам с Земли.
За весь период работы в феврале 2007
года аппаратура БТН-М1 функционирует
штатно без замечаний, все параметры находятся в допустимых пределах.
Научные данные в сеансах связи с МКС поступают в базу данных наземного сегмента
эксперимента «БТН-Нейтрон» в ЦУП-М и передаются в ИКИ РАН для обработки. Общий объем данных измерений составляет около
1,6 Мбайт в сутки.
(http://integral.rssi.ru/)
Международная
обсерватория гамма-лучей ИНТЕГРАЛ была выведена на высокоапогейную орбиту в
2002 году российской ракетой-носителем ПРОТОН В обмен на запуск космического
аппарата российские ученые получили право на ~25% научных данных миссии, доступность
которых обеспечивает Российский Центр Научных Данных (РЦНД) проекта ИНТЕГРАЛ,
организованный в Институте Космических Исследований. С момента создания РЦНД
его сотрудники ведут активную работу по адаптации существующего и разработке
нового математического обеспечения миссии, занимаются распространением
информации о предстоящем проекте среди российской научной общественности.
В
течение пяти лет работы на орбите космическая обсерватория ИНТЕГРАЛ накопила
огромный массив наблюдательных данных, что позволило приступить к решению задач, требующих больших экспозиций.
На первый план выходят задачи, связанные с массированной обработкой
всех доступных данных обсерватории,
такие, как проведение глубоких обзоров всего неба, поиск популяций слабых источников Галактической и
внегалактической природы, детальное
исследование излучения в ядерных линиях и т.д. Постепенное заполнение архива РЦНД наблюдательными
данными обсерватории и резкий рост их массированной обработки, потребовали
существенного увеличения вычислительных
мощностей.
Благодаря
финансовой поддержке, полученной от Российского Фонда Фундаментальных Исследований, а также
средствам Института космических исследований,
было приобретено новое оборудование для хранения и обработки данных
обсерватории ИНТЕГРАЛа. В специальном помещении операционного центра
Института Космических Исследований был установлен современный информационный комплекс, состоящий из
оборудования корпорации Sun Microsystems <http://ru.sun.com/>. Хранение данных с высокой степенью надежности и доступности будет проводиться на
сервере SunFire X4500
http://ru.sun.com/products/servers/entry/fireX4500/index.html с объемом дискового пространства более 20-ти терабайт,
что, в совокупности с уже имеющимся оборудованием, позволило довести
общий объем архива почти до 30-ти терабайт. Помимо функций хранения
данных новый сервер обладает также
высокими вычислительными характеристиками, благодаря двум встроенным двухядерным процессорам AMD Opteron. Дополнительные
вычислительные мощности информационного
комплекса обеспечивается сервером SunFire X2200 http://ru.sun.com/products/servers/entry/fireX2200/index.html на базе двух
двухядерных процессоров AMD Opteron.
3. Федеральная
космическая программа: Марс Экспресс (ОКР Бепи Коломбо)
КА Марс Экспресс вышел на орбиту
планеты 25 декабря 2003г. В августе 2007г. КА «Марс-Экспресс» завершил второй
марсианский год работы на орбите. Также, 23 ноября 2007г завершены 5000 витков
на орбите. Принято решение о продлении проекта до мая 2009г. , т.е. еще на один
марсианский год.
Россия, в рамках Федеральной космической программы, поставила важные элементы трех приборов спутника. В ИКИ РАН изготовлены входная оптика и сканер картирующего спектрометра ОМЕГА, детекторы и калибровочное оборудование для Фурье-спектрометра ПФС и инфракрасный канал универсального спектрометра СПИКАМ.
Управление приборами с российским участием финансируется Роскосмосом.
Три эксперимента с российским
участием функционируют номинально; за четыре года работы констатирован
естественный износ некоторых узлов:
- Прибор ОМЕГА (российский
сканер): в связи с нормальным износом констатировано небольшое увеличение
времени охлаждения детекторов ИК каналов. Каждые 100 витков время
предварительного охлаждения увеличивается на 4 мин (помимо номинальных 135
минут). Прогнозируется, что прибор сможет проработать в течение не менее 500
витков. Износ происходит только вовремя функционирования. По российскому
сканеру замечаний нет.
- Прибор СПИКАМ (российский ИК
спектрометр). Со временем под действием радиации наблюдается деградация
усилителя изображения и ПЗС-детектора УФ спектрометра СПИКАМ, что несколько
увеличивает шум, но не влияет на возможность использования данных. Российский
ИК спектрометр работает без замечаний. Для увеличения точности измерений
проведено сравнение результатов измерений СПИКАМ с другими приборами и
дополнительная калибровка запасного образца прибора в лаборатории.
- Прибор ПФС (российские детекторы) –без замечаний.
Результаты научных исследований
по проекту докладывались на специальной конференции European Mars Science &
Exploration Conference (EMSEC 2007) 12-16 ноя. 2007 в ESTEC, Нидерланды.
Российскими участниками сделано более 20 докладов. В 2007г российскими
участниками проекта опубликовано 9 статей в рецензируемых научных журналах
- д
ф.-м. н. Кораблев О.И., 3335434 (отд 53)
4. Венера Экспресс
КА «Венера-Экспресс» запущен при
9 ноября
Россия, в рамках Федеральной
космической программы, поставила важные элементы двух приборов спутника Венеры.
В ИКИ РАН изготовлены детекторы и калибровочное оборудование для
Фурье-спектрометра ПФС и инфракрасный канал универсального спектрометра СПИКАВ.
Приборы являются аналогами приборов ПФС и СПИКАМ на КА «Марс-Экспресс»,
адаптированными для исследования Венеры. В дополнение к совместному прибору
СПИКАВ (Россия, Франция, Бельгия) по предложению российских ученых установлен и
успешно построен в кооперации с Бельгией и Францией совершенно новый прибор
СУАР – эшелле-спектрометр высокого разрешения.
Сеансы наблюдений Венеры начаты с
момента выхода на орбиту. Все три канала Россииско-Франко-Бельгийского
комплекса СПИКАВ-СУАР функционируют нормально, получены спектры высокого качества. Хотя измерительная
система прибора ПФС работает номинально, наблюдения Венеры не проводятся из-за
неисправности сканера. Сканер прибора неподвижен и его оптическая ось
направлена на калибровочное черное тело. Часть научных задач прибора ПФС
выполняется картирующим спектрометром ВИРТИС.
Первые результаты научных
исследований по проекту докладывались на специальной конференции 1st Venus Express Science conference в марте 2007 в
- д
ф.-м. н. Кораблев О.И., 3335434 (отд 53)
-
к.ф.-м.н. Засова Л.В.,
333-34-66, zasova@irn.iki.rssi.ru (лаб. 531)
5. Марс Эксплорэйшн
Ровер. Эксперимент мессбауэровский спектрометр
В 2007 году была продолжена работу по анализу данных, полученных
мессбауэровскими спектрометрами (МС) в рамках проекта Mars Exploration Rovers.
Оба прибора продолжают успешную работу на поверхности Марса уже в течении
четырех лет. По результатам работ (совместно с иностранными коллегами) была
опубликована одна статья и еще несколько находятся в печати.
К.
ф.-м. н. Евланов Е.Н., rodionov@iki.rssi.ru
, 3331167
R. Morris, G. Klingelhoefer, C. Schroeder, D. Rodionov, A. Yen, D.W. Ming, P.A. de
Souza, T. Wdowiak, I. Fleischer, R. Gellert, B. Bernhardt, U. Bonnes, B.Cohen,
E. Evlanov, J. Foh, P. Guetlich, E. Kankeleit, T. McCoy, D. Mittlefehldt, F. Renz, M. Schmidt, B.
Zubkov, S. Squyres and R.Arvidson, Moessbauer mineralogy of rock, soil, and
dust at Meridiani Planum, Mars: Opportunity’s
journey across sulfate-rich outcrop, basaltic sand and dust, and hematite
lag deposits, J. Geophys. Res., 111, E12S15, doi:10.1029/2006JE002791
I. Fleischer, G. Klingelhöfer, C.
Schröder, R.V. Morris, M. Hahn, D. Rodionov, R. Gellert, and P. A. de
Souza, Depth selective Mössbauer Spectroscopy: Analysis and simulation of
6.4 keV and 14.4 keV spectra obtained
from rocks at Gusev crater, Mars, and layered
laboratory samples, J. Geophys. Res, submitted
C. Schröder, D.S. Rodionov, T.J. McCoy, B.L.
Jolliff, R. Gellert, L.R. Nittler, W.H. Farrand,
J.R. Johnson, S.W. Ruff, J.W. Ashley, D.W. Mittlefehldt, K.E. Herkenhoff, I.
Fleischer, A.F.S. Haldemann, G. Klingelhöfer, D.W. Ming, R.V. Morris, P.A.
de Souza, S.W. Squyres, C. Weitz, A.S. Yen, J. Zipfel, T. Economou, Meteorites
on Mars observed with the Mars Exploration
Rovers, J. Geophys. Res, submitted