Научные результаты работы микроспутника «Чибис-М»
Категория: Проект Чибис-М, Технологии, В РоссииДва с половиной года на орбите семь приборов на борту микроспутника «Чибис-М» собирали информацию о том, что происходит в атмосфере и ионосфере Земли во время гроз. Наблюдения в широком диапазоне: от ионосферных электромагнитных излучений до радио- и гамма-лучей — показали, что процессы, которые сопровождают молниевые разряды, очень сложны и многие их детали ещё требуют изучения.
«Чибис-М» начал автономную работу 25 января 2012 г. и завершил её 15 октября 2014 г., войдя в плотные слои атмосферы приблизительно в 21 час 57 минут московского времени (17:57 UTС) и сгорев в 22:30 мск (18:30 UTC).
1. Одно из предположений, которые должен был проверить «Чибис-М», заключалось в том, являются ли молнии источниками так называемых земных гамма-вспышек (TGF, terrestrial gamma-flashes). Для этого вместе с радиочастотным анализатором РЧА на борту микроспутника работал рентген-гамма-детектор РГД. По данным совместной работы удалось оценить количественно поток гамма-квантов, регистрируемых после триггера радиочастотного анализатора (РЧА), за 3 миллисекунды после молниевого разряда (это дольше, чем типичная TGF). Оказалось, что верхний предел потока гамма-квантов после триггера РЧА в течение 3 мс много меньше величины, что должна была получиться для типичных TGF, которые наблюдались ранее.
2. Экспериментально по данным РЧА в радиодиапазоне наблюдаются два типа «событий»:
· микросекундные пары УКВ-импульсов: первый — результат пробоя на убегающих электронах, второй импульс — отражение первого от поверхности Земли (рис. 1);
- Рис. 1.
· «шум» длительностью порядка 0,1–3 мс, связанный с формированием заряженных кластеров в облаке (рис. 2).
- Рис. 2.
3. С помощью магнитно-волнового комплекса (МВК) была создана база данных по свистящим атмосферикам (вистлерам), генерируемым при молниевых разрядах (рис. 3).
- Рис. 3.
4. По данным МВК наблюдался так называемый Шумановский резонанс (так называются определенные электромагнитные волны низкой и сверхнизкой частоты, которые возникают в волноводе между атмосферой и ионосферой). За всю историю спутниковых наблюдений это всего второй случай обнаружения гармоник Шумановских резонансов глобального ионосферного резонатора. Впервые эти данные были получены в 2011 г. на спутнике C/NOFS с помощью антенны длиной 20 м, тогда как длина базы датчика электрического поля на «Чибис-М» составляет всего 0,42 м. (рис. 4).
- Рис. 4.
5. С помощью комплекса МВК были проанализированы излучения гармоник длинных линий электропередач (рис. 5), которое наблюдается в ионосфере на низкоорбитальных спутниках. Полученные экспериментальные данные говорят о том, что для объективной оценки и прогноза космической погоды необходимо постоянно наблюдать за ионосферными техногенными возмущениями.
- Рис. 5.
6. В ходе проекта была отработана схема вывода микроспутников на орбиту в инфраструктуре Российского сегмента МКС с помощью грузового корабля «Прогресс». Эта схема может использоваться для вывода будущих малых аппаратов.
В проекте «Чибис-М» участвуют: ИКИ РАН, Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН), Научно-исследовательский институт им. Д.Н. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (НИИЯФ МГУ), Львовский центр Института космических исследований Национальной академии наук и Национального космического агентства Украины (ЛЦ ИКИ НАНУ-НКАУ), Университет им. Этвёша (Венгрия), Институт физики атмосферы Чешской академии наук. Научные руководители проекта — академик Лев Матвеевич Зелёный, директор ИКИ РАН, и академик Александр Викторович Гуревич, заведующий сектором взаимодействия радиоволн с плазмой ФИАН.
Работа по «Чибис-М» выполняется при частичной поддержке проекта РФФИ 10-05-93107.
Источник: пресс-центр ИКИ РАН