3.2. Проекты в стадии ОКР

Проект Фобос-Грунт.

Главной задачей проекта является доставка образца вещества Фобоса на Землю для детального изучения его в лабораторных условиях. Кроме того, будут проведены исследования Фобоса и Марса, а также межпланетной среды при помощи приборов, установленных на космическом аппарате. Состав КНА проекта «Фобос-Грунт» представлен в Таблице.

Изготовлены летные образцы всех приборов комплекса научной аппаратуры (КНА), кроме приборов МАНАГА, ТИММ и ДИАМОНД, которые не финансировались в достаточном объеме. Выполнены квалификационные испытания приборов. Летные приборы были переданы в НПО им. С.А. Лавочкина для дальнейших испытаний в составе космического аппарата. Продолжалось создание наземного научного комплекса проекта (ННК Ф-Г).

В октябре 2009 года, рассмотрев ход работ по проекту «Фобос-Грунт», а также результаты отработки научного комплекса, космического аппарата и космического комплекса в целом, руководство проектом отметило следующее:

- институты Российской Академии Наук завершили наземную экспериментальную отработку и осуществили поставку летных приборов научного комплекса;

- предприятия кооперации завершили в основном наземную экспериментальную отработку и осуществили поставку летных комплектующих для служебных систем КА;

- в соответствии с техническим заданием на космический комплекс ФГУП «НПО им Лавочкина» создан унифицированный КА нового поколения высокой сложности, открывающий перспективу дальнейшего развития планетных исследований в Российской Федерации;

- завершены комплексные испытания разобранного комплекса КА и начинается подготовка к комплексным испытаниям собранного комплекса;

- завершены подготовительные работы на космодроме, ракета и головной обтекатель доставлены;

- при отсутствии непредвиденных ситуаций на завершающем этапе работ возможно обеспечить техническую готовность КА к запуску в астрономическом окне 2009 года.

Однако, наряду с очевидными достижениями, существует ряд факторов, которые ставят под сомнение целесообразность осуществления миссии «Фобос-Грунт» в астрономическом «окне» 2009 года:

- современные представления о модели Фобоса базируются на материалах съемки советскими и зарубежными космическими аппаратами с разрешением 10 м и хуже, что не дает представлений о мелких деталях структуры поверхности и не в полной мере гарантирует выполнение главной задачи миссии – забор грунта и его доставки на Землю. Вместе с тем, в марте 2010 европейский космический аппарат «Марс Экспресс» будет иметь возможность получить изображение поверхности Фобоса в предполагаемом месте посадки с разрешением около 0,5 м, что позволит уточнить технологию забора грунта Фобоса;

- в мировой практике при организации межпланетных миссий принято использовать наземные средства радиоконтроля положения КА на трассе перелета в непрерывном или квазинепрерывном режиме, что в настоящее время не обеспечивается имеющимися средствами;

- выполнение требования технического задания на ОКР «Фобос-Грунт» в части создания унифицированного многоцелевого модуля для решения ряда фундаментальных и прикладных задач космических исследований потребовало создания принципиально нового, инновационного космического аппарата с высоким уровнем новизны приборов и систем КА, комплекса научной аппаратуры, а также всего космического комплекса в целом. Это обстоятельство привело к увеличению сроков создания комплектующих КА у предприятий кооперации, что, в свою очередь, создало дефицит времени на комплексную отработку КА;

- неритмичное финансирование, сжатые сроки работ по проекту вынудили принимать решения о параллельности проведения экспериментальных работ и изготовления летных образцов. Несмотря на то, что все отступления оформлены в установленном порядке, их совокупность может привести к неоправданным рискам.

С учетом изложенного выше, а также принимая во внимание, что проект «Фобос-Грунт» имеет большую научную значимость и, одновременно, после почти двадцатилетнего перерыва возвращает нашу страну в число стран способных на проведение столь сложных миссий в космосе, принято следующее Решение:

1. Перенести срок реализации миссии «Фобос-Грунт» на следующее астрономическое окно в 2011 году.

2. Поручить ФГУП «НПО им Лавочкина», ИКИ РАН совместно со своей кооперацией разработку в установленные сроки детального плана работ по обеспечению запуска КА «Фобос-Грунт» в 2011 и представить на утверждение руководству РАН и Роскосмоса.

Научный руководитель академик РАН Л.М. Зелёный

Зам. научного руководителя доктор физ.-мат.наук А.В. Захаров

Технический руководитель КНА Б.С. Новиков

Состав комплекса научной аппаратуры КА «Фобос-Грунт»

№ п/п	Наименование аппаратуры	Индекс	Головная организация	Иностранная Кооперация
Бортовые приборы КНА «Фобос-Грунт»
1	Хроматографические приборы :
	1.1. Хроматограф	ХМС-1Ф	ИКИ РАН	Франция, Германия
	1.2. Масс-спектрометр	МАЛ-1Ф	ГЕОХИ РАН	-
	1.3. Термический дифференциальный анализатор с блоком подготовки	ТДА	ИКИ РАН	КНР
2	Субкомплекс научной аппаратуры:	СКНА	ИКИ РАН	-
	2.1. Система управления	СУАК	ИКИ РАН
	2.2. Сейсмогравиметр 2.3. Сейсмометр: 2.3.1 Широкополосный сейсмический блок 2.3.2 Сейсмо-акустический блок	ГРАС-Ф СЕЙСМО-1 ШСБ САБ	ИКИ РАН, ГЕОХИ РАН	-
	2.4. Ультрастабильный осциллятор	УСО	ИКИ РАН	-
	2.5. Детектор положения звезд и Солнца	ЛИБРАЦИЯ	ИКИ РАН	-
	2.6. Массбауэровский спектрометр: 2.6.1 Блок электроники 2.6.2 Блок детектирования	МС МС-БЭ МС-БД	ИКИ РАН	Германия
3	Геофизические приборы:
	3.1 Гамма-спектрометр	ФОГС	ГЕОХИ РАН	-
	3.2 Нейтронный спектрометр	ХЕНД	ИКИ РАН	ЕКА
	3.3 Термодетектор	ТЕРМОФОБ	ГЕОХИ РАН	-
	3.4 Фурье- спектрометр	АОСТ	ИКИ РАН	Франция, Германия, Италия
	3.5 Длинноволновый планетный радар	ДПР	ИРЭ РАН
	3.6 ИК-спектрометр	TИMM-2	ИКИ РАН	Франция, Италия
	3.7 Лазерный времяпролетный масс-спектрометр	ЛАЗМА	ИКИ РАН	Швейцария
	3.8 Масс-спектрометр вторичных ионов	МАНАГА-Ф	ИКИ РАН
4	Плазменно-пылевые приборы:
	4.1 Плазменный комплекс	ФПМС	ИКИ РАН	Франция
	4.2 Детектор космической пыли	МЕТЕОР-Ф	ГЕОХИ РАН	-
	4.3 Детектор пылевых частиц	ДИАМОНД-2	ИКИ РАН	Италия
5	Служебные приборы КНА:
	5.1 Система информационного обеспечения комплекса научной аппаратуры	СИОК	ИКИ РАН	-
	5.2 Согласующие блоки (4 шт.)	СБ	ИКИ РАН	-
6.	Экзобиологический эксперимент (возвращаемый)	БИОФОБОС	ИМБП, ИКИ, ИНМИ, МГУ	Планетное об-во

Проект Резонанс

Проект Резонанс направлен на исследование взаимодействия волн и частиц во внутренней магнитосфере Земли. Научный руководитель проекта – академик РАН Л.М. Зелёный. Зам научного руководителя – к.ф.-м. н. М.М. Могилевский

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,

- исследование процессов в авроральной области.

Состояние дел по проекту.

Решение об использовании в проекте РЕЗОНАНС четырех малых космических аппаратов типа МКА-ФКИ, разработки НПО им. Лавочкина, потребовало пересмотреть состав научной аппаратуры и решить вопрос об установке отдельных научных приборов на одном или двух спутниках одной пары. Проработка этих вопросов была сделана и оформлена в виде документа «Дополнение к эскизному проекту …». Параллельно с подготовкой ДЭП проводились работа по компоновке отдельных приборов на новых платформах, уточнялись научные задачи с учетом новых возможностей изучения мелкомасштабных процессов, а также уточнению режимов работы приборов, стратегии измерений и взаимодействию приборов между собой (обменные и стыковочные сигналы). В 2009 году были продолжены работы по подготовке рабочей документации на отдельные приборы и системы КА РЕЗОНАНС, а также изготавливались лабораторные макет научных приборов.

Проект МСП-2001

В рамках ОКР по теме МСП-2001 Федерального космического агентства ведутся опытно-конструкторские разработки аппаратуры для следующих космических экспериментов:

- проект «Динамическое альбедо нейтронов» (ДАН) для мобильного посадочного аппарата НАСА «Марсианская научная лаборатория» (МНЛ, срок запуска октябрь 2011 г.).

- проект «Меркурианский нейтронный и гамма спектрометр» (МГНС) для орбитального КА ЕКА «Бепи Коломбо» (БК, срок запуска – II-е полугодие 2014 года).

Подраздел ДАН: Продолжались наземные отработки, в т.ч. числе в составе марсохода НАСА «Марсианская научная лаборатория» с образцами прибора ДАН ранее поставленными в НАСА. Разработан, изготовлен и испытан 2-й летный образец прибора ДАН. Проведены полевые испытания эксперимента, физические калибровки аппаратуры и математическое моделирование методики эксперимента.

Подраздел МГНС: Разработаны, изготовлены и испытаны электрический симулятор прибора МГНС и структурно-тепловой макет МГНС. Изготовлены узлы технологического образца МГНС, в том числе узел гамма-спектрометра этого прибора.

Все работы выполнены в соответствии с Техническим заданием на ОКР по теме.

Руководитель проекта:

Д.ф.м.н. Митрофанов И.Г. тел.: (495) 333-3489, imitrofa@space.ru

Проект СПЕКТР-РЕНТГЕН-ГАММА «Спектр-РГ»

Орбитальная обсерватория «Спектр-Рентген-Гамма» предназначена для обзора всего неба зеркальными рентгеновскими телескопами в жестком диапазоне энергий (0,5—11 килоэлектрон-вольт, или кэВ). Обзор станет рекордным в этом диапазоне энергий благодаря высокой чувствительности, которая обеспечивается большой эффективной площадью зеркальных систем, высоким угловым разрешением оптики и исключительно широким для таких телескопов полем зрения.

18 августа 2009 года на Международном авиакосмическом салоне состоялось подписание соглашения между Федеральным космическим агентством (Роскосмосом) и Германским аэрокосмическим центром (DLR) о сотрудничестве по проекту орбитальной астрофизической обсерватории «Спектр-Рентген-Гамма» (СРГ), запуск которой запланирован на 2012 год. В соглашении детализированы программа и условия сотрудничества при подготовке и реализации проекта.

В состав научной аппаратуры обсерватории включено два зеркальных рентгеновских телескопа: eROSITA (Германия) — основной инструмент миссии, весом 760 кг, работающий в диапазоне энергий 0,5—10 кэВ и, прибор ART-XC (Россия), весом 350 кг, дополняющий немецкий инструмент в более жестком диапазоне энергий 6—30 кэВ.

Обсерватория будет выведена на орбиту в окрестностях точки L2 — одной из пяти существующих в системе Солнце — Земля точек либрации, в которых возмущающие гравитационные воздействия на космический аппарат со стороны Солнца и Земли сведены к минимуму. Точка L2 расположена на линии Солнце — Земля в 1,5 миллионах километров за Землей.

В 2009 году велись работы по созданию рентгеновских телескопов обсерватории и разработке уникальных (для России) технологий по созданию рентгеновских зеркал косого падения для телескопа АРТ-ХС.

Проект РТТ-150

В 2009 году, в соответствии с планом ОКР телескопа РТТ-150, специалисты Института космических исследований (ИКИ РАН) выполнили следующие работы:

Проведена установка новой ПЗС-матрицы с умножением заряда в переходник имеющегося ПЗС-фотометра. Проведена юстировка ПЗС-матрицы и обеспечена возможность сбора и хранения большого объема научных данных, которые будут поступать с этой новой ПЗС-матрицы. При помощи новой матрицы проведен набор калибровочных наблюдений, котоые подтвердили высокое качество ПЗС-матрицы и соответствие ее характеристик ожидаемым.

Подробнее: http://hea.iki.rssi.ru/ru/index.php?subaction=showfull&id=1258135556

Начаты работы по изготовлению нового ПЗС-фотометра, в котором будут установлены две ПЗС-матрицы с возможностью быстрой замены одной матрицы на другую.

Начаты работы по замене гризм на объемно-голографические решетки в спектрометре ТФОСК. Проведены предварительные расчеты таких решеток для спектрометра ТФОСК, найдены поставщики решеток с требуемыми характеристиками.

Начата работа по изготовлению источника питания 400 Гц для замены старого источника, который выработал свой ресурс.

Проведены работы по улучшению автоматики системы наведения телескопа и системы сбора научных данных. Обеспечена возможность удаленного системно-независимого управления наведением телескопа с использованием протокола TCP-IP и формата передачи запросов XML. Обеспечена запись дополнительной служебной информации в заголовки данных. Проведены пробные наблюдения, с использованием удаленных команд наведеним телескопа.

Проводились работы по дальнейшему усовершенствованию архива данных в ИКИ РАН. Была проведена закупка и установка нового сервера архива данных телескопа с современными процессорами, большим объемом оперативной памяти и дискового пространства. Также к этому серверу будет подключено также дополнительное дисковое пространство в сетевом хранилище, предназначенное для длительного хранения даных. Продолжались работы по проведению архивирования новых данных телескопа.

Миссия «БепиКоломбо» к Меркурию

Эксперимент «Фебус» на борту спутника МПО Европейского космического агентства (ESA)

Эксперимент посвящен исследованию химического состава экзосферы планеты Меркурий. Спектрометр «Фебус» регистрирует спектры излучения экзосферы планеты в диапазоне глубокого вакуумного ультрафиолета от 30,0 нм до 150,0нм. В данном диапазоне расположены линии излучения нейтральных и ионизированных химических элементов водород, гелий, ксенон, аргон, кислород, калий и кальций. По данным спектрам определяется химический состав экзосферы.

Для получения картины пространственного распределения химических элементов в спектрометре установлена сканирующая система. Она позволяет изменять направление визирования прибора в диапазоне 360⁰ в любом из направлений вращения. Такая свобода позволяет не только проводить измерения в окружающем пространстве Меркурия, но обеспечивает проведение абсолютных калибровок спектрометра по известным источникам излучения. Сканирующая система общей массой 1150 граммов и средним потреблением 5 ватт разработана в ИКИ РАН.

В настоящее время создан и работает лабораторный макет сканирующей системы, который позволил провести отработку технологии установки и юстировки входного зеркала сканера и проверить эффективность работы внешней и внутренней бленд сканера.

Созданный и переданный французским коллегам габаритно-массовый тепловой макет сканирующей системы предназначен для создания габаритно-массового теплового макета спектрометра «Фебус».

В дальнейшем будут созданы электрический, квалификационный макет и летный образец сканирующей системы спектрометра.

Эксперимент «МСАСИ» на борту спутника ММО Японского космического агентства (JAXA)

Эксперимент посвящен исследованию пространственного распределения атомов натрия в экзосфере Меркурия и поиску распределения натрия на поверхности планеты.

Картирующий спектрометр «МСАСИ» работает в линии натрия D2 (589,0 нм). Для получения пространственной картины распределения атомов натрия используется не только собственное вращение спутника ММО (период 4 сек.), но в приборе установлено сканирующее устройство. Оно обеспечивает изменение направления визирования в рабочей зоне 15⁰ , шаг поворота 45^'. Сканирующая система общей массой 960 граммов и средним потреблением 5 ватт разработана в ИКИ РАН.

В настоящее время создан и работает лабораторный макет сканирующей системы, который позволил провести отработку технологии установки и юстировки сканера на основной плите спектрометра и проверить повторяемость и точность направлений визирования при движении сканера в прямом и обратном направлениях.

Созданный и переданный японским коллегам лабораторный макет сканирующей системы успешно работает в составе лабораторного образца спектрометра «МСАСИ».

В дальнейшем будут созданы электрический, квалификационный макет и летный образец сканирующей системы спектрометра.

Д. ф.-м. н. Кораблев О.И., korab@iki.rssi.ru,  3335434

Гнедых В.И., victor@irn.iki.rssi.ru, 3331501

Эксперимент МикрОмега проекта “Экзо Марс”

Целью ОКР являлась разработка, изготовление и испытание блока монохроматора осветителя на акустооптическом фильтре (АОПФ) для микроскопа-гиперспектрометра МикрОмега. Прибор МикрОмега входит в комплекс научной аппаратуры марсохода миссии “Экзо Марс” и предназначен для исследования спектральных характеристик образцов породы в диапазоне 0,9 – 3,5 мкм с разрешением 20-25 см-1. Российский блок является основополагающей частью прибора.

Проведенные испытания блока монохроматора на АОПФ показали его работоспособность при температурах вплоть до -175˚С, а также после значительных вибрационных (10g) и ударных (200g) воздействий. Это позволяет снизить требования к температурному режиму оптического блока, а также захолаживанием всего оптического блока уменьшить тепловой шум инфракрасного прибора.

Примененные в разработке технологии позволяют создавать легкие, компактные стойкие к механическим воздействиям и низким температурам спектрометры ИК диапазона для мини- и микро- спутниковых платформ и посадочных модулей.

Д. ф.-м. н. Кораблев О.И., korab@iki.rssi.ru,  3335434

Киселев А.В., kiselevav@umail.ru, 3335000

Прибор Озонометр в рамках ОКР «Ионозонд» (ФЦП «Геофизика»).

Основной задачей разрабатываемого прибора является мониторинг общего содержания озона (ОСО) в атмосфере Земли, а также других газов, полосы поглощения которых лежат в спектральном диапазоне работы прибора. В 2009 году было принято решение об установке озонометров на все КА проекта «Ионозонд», что позволяет достичь высокой унификации космических аппаратов. Озонометр разрабатывается в двух модификациях: Озонометр-З, установка которого предполагается на КА «Зонд», и Озонометр-ТМ, установка которого предполагается на 4 КА «Ионосфера» (2 КА «Терминатор» 2 КА «Меридиан»). Озонометр-З обладает широким диапазоном работы (ближний УФ-, видимый и ближний ИК-диапазоны), что позволяет осуществлять мониторинг многих газов. Озонометр-ТМ является облегчённой модификацией прибора с диапазоном работы 300-500 нм, включающей полосу поглощения озона 300-360 нм (полоса Хюггинса), которая обычно используется для определения ОСО.

В 2009 году была завершена разработка эскизного проекта (по обеим модификациям прибора), в настоящее завершается разработка и расчёт оптической схемы, ведётся подготовка рабочей документации, а также создаётся лабораторный стенд для отработки узлов приборов.

Д. ф.-м.н. Кораблев О.И., korab@iki.rssi.ru,  333-54-34

К.ф.-м.н. Доброленский Ю.С., dobrolenskiy@iki.rssi.ru , 333-64-33

Котцов В.А., vladkott@mail.ru, 333-64-33