Постановщик КЭ - ФГУП ЦНИИМАШ Сроки проведения 2005г. – 2009г.

1. Постановщик КЭ - ФГУП ЦНИИМАШ Сроки проведения 2005г. – 2009г. КЭ «Плазма-МКС»«Исследование плазменной обстановки на внешней поверхности МКС по характеристикам оптического излучения» ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ Электрический потенциал поверхностей МКС постоянно изменяется в зависимости от функционирования бортовых систем, вызывая различные электроразрядные процессы (ЭРП) в плазменном окружении МКС. • НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ • Для определения участков орбиты, на которых ЭРП усиливаются, разработана методика прогнозирования SPEED (Spacecraft Plasma Environment Electric Discharges). • Проанализировано влияние на интенсивность электроразрядных процессов следующих факторов ОКП: солнечное излучение, набегающий ионосферный поток и магнитное поле Земли. • Установлено, что магнитное поле Земли В играет доминирующую роль в определении интенсивности электроразрядных процессов в плазменном окружении станции. ЭРП создают повреждающие и помеховые воздействия на элементы и системы КА и влияют на безопасность эксплуатации МКС. Усиление ЭРП зависит от ряда факторов ОКП и сопровождается усилением интенсивности оптического свечения. Индикатором состояния плазменного окружения является струя ксеноновой плазмы, создаваемая штатным блоком плазменных контакторов – блок PCU. Для видеорегистрации объектов исследования и измерения их спектров излучения используется спектрозональная система “Фиалка-МВ-Космос” разработки ЦНИИМАШ. • Ток, протекающий через плазменную струю, резко возрастает на тех участках орбиты, где струя под действием магнитного поля замыкается на солнечные батареи. На основе созданных моделей и полученных результатов разрабатываются и уже применяются меры для снижения рисков эксплуатации станции.

2. КЭ «Плазма-Прогресс»«Исследование отражательных характеристик плазменного окружения космического аппарата при работе бортовых двигателей наземными средствами наблюдения в радио и оптическом диапазонах» Постановщик КЭ - ФГУП ЦНИИМАШ Участники КЭ – ИСЗФ СО РАН Сроки проведения 2007г. – 2010г. МЕТОДИКА И АППАРАТУРА В КЭ «Плазма-Прогресс» используется экспериментальный комплекс Института солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЗФ СО РАН), предназначенный для оптико-электронного и радиофизического мониторинга ионосферы и низкоорбитальных космических объектов. Эксперимент проводится на ТГК «Прогресс» на этапе автономного полета после отделения от МКС. ИССЛЕДУЕМАЯ ПРОБЛЕМЫ Реактивные струи ЖРД ионизуются под действием солнечного излучения и атомарного кислорода. В результате вокруг МКС возникает крупномасштабное и сравнительно плотное плазменное окружение. Это плазменное окружение изменяет радиофизические характеристики среды вокруг МКС. Его размеры сопоставимы с размерами МКС. Концентрация плазмы вблизи различных элементов конструкции МКС отличается на порядок . Во время сеанса КЭ производится генерация струи ЖРД в зоне видимости наземных средств наблюдения • РЕШАЕМЫЕ ЗАДАЧИ • Определение по отражательным характеристикам в натурных условиях орбиты МКС параметров плазменных образований, возникающих при работе ЖРД, тождественных двигателям МКС. • Исследование влияния на плазменные образования набегающего ионосферного потока, магнитного поля Земли и излучения Солнца.

3. Момент включения ЖРД Появление ионосферной «дыры» КЭ «Радар-Прогресс»«Исследование наземными средствами наблюдения отражательных характеристик плазменных неоднородностей, генерируемых в ионосфере при работе бортовых двигателей ТГК «Прогресс» » Постановщик КЭ - ФГУП ЦНИИМАШ Соисполнитель КЭ – ИСЗФ СО РАН Сроки проведения 2010г. – 2014г. МЕТОДИКА И АППАРАТУРА Эксперимент проводится на ТГК «Прогресс» на этапе автономного полета после отделения от МКС. Во время сеанса КЭ производится генерация струи ЖРД в зоне видимости наземных средств наблюдения. В качестве средств наблюдения используется комплекс наземных средств Института солнечно-земной физики (ИСФЗ) Сибирского отделения Российской академии наук (г.Иркутск). Наземные средства наблюдения ИСФЗ регистрируют параметры ионосферных неоднородностей, генерируемых работой бортовых двигателей коррекции, отражательные характеристики ТГК и ионосферных неоднородностей, УКВ сигнал и его искажения. ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА Определение пространственно-временных зависимостей плотности, температуры, ионного состава локальных неоднородностей ионосферы, возникающих в результате работы бортовых ЖРД ИССЛЕДУЕМАЯ ПРОБЛЕМА Зона плазменных возмущений, генерируемых при работе бортовых двигателей, распространяется на несколько десятков километров и существует более десяти минут. Дрейф возникающих неоднородностей определяется такими факторами, как направление скорости струи, индукцией геомагнитного поля, направлением термосферных ветров и некоторыми другими, пока слабоизученными. При этом в зоне неоднородности меняется не только плотность и температура плазмы, но и её ионный состав. Генерация локальных ионосферных неоднородностей при работе ЖРД ТГК «Прогресс» Изменение ПЭС после включения ЖРД Изменение ионосферы после включения ЖРД ТГК «Прогресс»

4. Космический эксперимент «Обстановка 1-й этап» «Исследования в приповерхностной зоне плазменно-волновых процессов взаимодействия сверхбольших космических аппаратов с ионосферой". Плазменные процессы – составная часть "космической погоды". Такой подход основан на одной из современных физических идей – взгляд на плазму, в том числе плазму в космическом пространстве, как на динамическую среду с заряженными частицами, включая протоны от солнечных вспышек, и широким спектром плазменных волновых движений и неоднородностей. Плазменные процессы сопровождаются электромагнитными излучениями в низкочастотном диапазоне (менее 20 Мгц), что является их отличительной особенностью. Для изучения и прогнозирования "космической погоды" необходимы постоянные глобальные наблюдения. В частности, экологический плазменно-волновой мониторинг околоземного космоса поможет измерить некоторые параметры "космической погоды". Одновременная реализация эксперимента "Обстановка 1-й этап" на борту служебного модуля российского сегмента МКС и проекта "ЧИБИС" по мониторингу окружающей космической среды электромагнитно - чистыми микро-спутниками, интегрированными в инфраструктуру МКС, может существенно повысить эффективность исследований “космической погоды”. Цели эксперимента: Геофизические исследования плазменно-волновых процессов, связанных с проявлением в ионосфере солнечно – магнитосферно – ионосферно – атмосферно - земных связей; Экологический мониторинг низкочастотных электромагнитных излучений антропогенного характера и связанных с глобальными катастрофами. Плазменно-Волновой Комплекс (ПВК) разрабатывается и изготавливается в ИКИ РАН с участием международной кооперации. Посещение Центра подготовки космонавтов международнойгруппой участников эксперимента. Блоки КВД1 и КВД2 с соответствующими штангами размещаются на внешней поверхности Служебного модуля РС МКС, блок БХТИ внутри Служебного модуля РС МКС.

5. ККЭП ИПИ-100 Электроды Платформа АСЭО СПУ Космический эксперимент «Импульс» «Модификация ионосферы импульсными источниками плазмы» Постановщик КЭ: ИЗМИРАН Участники КЭ: НИИПМЭ, НПОИТ, ИКИ РАН, РКК «Энергия» Цели эксперимента: Исследование возмущений и модификаций ионосферы при инжекции с борта СМ РС МКС импульсных плазменных потоков. • Задачи эксперимента: • изучение влияния импульсных плазменных потоков на электрофизические параметры среды вблизи поверхности РС МКС и на ионосферу; • изучение вариаций постоянной и переменной составляющих электрического поля вблизи поверхности РС МКС в зонах с аномальными параметрами ионосферы и магнитного поля Земли, • изучение геофизических эффектов воздействия искусственных потоков плазмы на ионосферу и магнитосферу: высыпаний энергичных электронов и протонов из радиационных поясов Земли, нагрев ионосферы, формирование ионосферных неоднородностей с помощью измерения сигналов навигационных систем и диагностических измерений на РС МКС. • исследование влияний возмущений ионосферы на радионавигационные сигналы системы «Альфа» • измерения генерируемых и индуцированных излучений с использованием наземных средств в УНЧ/КНЧ/ОНЧ – диапазонах Научная аппаратура «ИПИ-СМ» предназначен для формирования и инжекции в космическое пространство импульсных потоков плазмы . ККЭП предназначен для исследования электрофизических параметров вблизи поверхности СМ РС МКС Приемно-регистрирующий низкочастотный комплекс ИЗМИРАН в КНЧ/ОНЧ - диапазонах и навигационные станции системы «Альфа». Размещение ИПИ-СМ на РС МКС