Микроспутник «Чибис-М» для изучения грозовый разрядов начал автономный полет. Практическая задача «Чибиса-М»
Для этого спутник имеет позывной РС-39 и передает технологическую телеметрию на частотах 435.315 или 435.215 Мгц. Формат телеметрии подобен той, что была использована на спутнике РС-30 «Юбилейный», передача данных азбукой Морзе.
При отделении от МКС микроспутник «Чибис-М» будет иметь орбитальные параметры, близкие к орбите МКС. Постепенно спутник будет расходится с МКС ввиду того, что высота его орбиты будет заметно выше МКС в пределах 450-480 км. Планируется, что «Чибис-М» выйдет на самостоятельный полет над Сибирью, время отделения 25 января 2012 года 03:14 мск. Положение спутника можно будет оценить по положению МКС - в это время они будут иметь минимальный разнос в пространстве. Все последующие витки будут ложится далее на восток, потому особенно интересно получить запись телеметрии спутника именно на первых витках над Сибирью и над Дальним Востоком, где нет станций приема телеметрии на 435 Мгц - надежда на радиоюбителей.
Организаторы проекта «Чибис-М» приглашают радиолюбителей принять участие в мониторинге работы спутника и вести наблюдения за его сигналами. Прием сообщений от радиолюбителей по спутнику «Чибис-М» будет организована на сайте http://chibis.cosmos.ru/, специальный раздел для этого будет открыт сразу после начала самостоятельного полета спутника. Все полученные сообщения будут подтверждаться QSL-карточкой спутника «Чибис-М». Активные радиолюбители, принявшие телеметрию с 10 витков спутника и более получат специальный диплом от Института космических исследований РАН.
Следим за микроспутником РС-39 «Чибис-М» !
А.Зайцев (RW3DZ), А.Папков (UA3XBU).
CW telemetry from satellite RS-39 - TM_Morze_RS-39
TX A - 435.315 Mhz TX B - 435.215 Mhz
| Преобразование | Назначение параметра Assignment of parameters | ||
| Позывной | |||
| Напряжение бортовой сети On board voltage | |||
| I=N * 0,01 Ampers | Ток бортовой сети On board current | ||
| Напряжение солнца Charge voltage from sun battery | |||
| I=N * 0,01 Ampers | Ток солнца Charge current from sun battery | ||
| I=N * 0,01 Ampers | Ток передатчика A (435 МГц) D.C. current of the 435 MHz Tx A | ||
| I=N * 0,01 Ampers | Ток передатчика B (435 МГц) D.C. current of the 435 MHz Tx B | ||
| Температура передатчика А The temperature of the 435 MHz Tx A | |||
| Температура передатчика B The temperature of the 435 MHz Tx B | |||
| Температура навигационного прибора The temperature of the navigation unit | |||
| Температура аккумуляторной батареи The temperature board battery | |||
| Таблица режимов | Режимы системы электропитания Operational modes of the power supply | ||
| Таблица режимов The table of the operational modes | Режимы контроллера Operational modes of the controller | ||
| Таблица режимов The table of the operational modes | Оперативные режимы канала А Operational modes of cannel A | ||
| Таблица режимов The table of the operational modes | Оперативные режимы канала Б Operational modes of cannel B | ||
| Таблица режимов The table of the operational modes | Режимы канала А Operational modes of Rx A | ||
| Таблица режимов The table of the operational modes | Режимы канала Б Operational modes of Rx B | ||
| Позывной |
Научно-исследовательская лаборатория аэрокосмической техники
The Research Laboratory of Aerospace technology
зав. лабораторией - Папков Александр Павлович, UA3XBU
Сегодня попробовал послушать спутник "ЧИБИС", что-то молчит...?
Для информации, частоты спутника " ЧИБИС", позывной РС-39
и передает технологическую телеметрию на частотах 435.315 или 435.215
Мгц.
Немного поиска и оказывается вот, что:
20:38 10/08/2012
МОСКВА, 10 авг - РИА Новости. Российский научный спутник "Чибис-М" в конце июля из-за ошибочной команды остался без электроэнергии - аппарат вышел в "безопасный режим", научные приборы на борту были выключены, однако сейчас все последствия сбоя устранены и аппаратура работает нормально, сообщил РИА Новости руководитель полета спутника, сотрудник Института космических исследований РАН Владимир Назаров.
"Была нештатная ситуация, прошла неправильная команда, что привело к работе системы ориентации в неправильном режиме и нарушению энергетического баланса - энергии стало поступать меньше, чем расходовалось. Сработала автоматика, которая начала потихоньку отключать научные приборы, некоторые некритичные системы. У нас есть аккумуляторы, которых хватает на пару-тройку дней. Мы разобрались быстрее. Ничего страшного не произошло", - сказал Назаров.
Микроспутник "Чибис-М" был запущен с борта грузового корабля "Прогресс М-13М" в конце января 2012 года. Он и орбитальный радиотелескоп "Радиоастрон" ("Спектр-Р") - сейчас единственные работающие на орбите российские космические аппараты научного назначения. "Чибис-М" предназначен, в первую очередь, для изучения грозовых явлений в атмосфере, точнее, для изучения гамма-излучения, возникающего при разрядах молний.
Как сообщил РИА Новости руководитель отдела спутниковых технологий ИТЦ "СканЭкс" Станислав Карпенко, отвечающий за систему ориентации спутника, 27 июля из-за ошибки в циклограмме, которую заложили на борт спутника, аккумуляторы начали разряжаться быстрее, чем заряжаться из-за того, что электрическая нагрузка оказалась больше, чем приходило от солнечных батарей.
© ИКИ РАН
Микроспутник "Чибис-М"
"Причем это случилось на так называемых глухих витках, когда спутник на несколько часов уходит из зоны видимости", - сказал Карпенко.
Назаров пояснил, что неправильная команда вывела аппарат из солнечной ориентации, и солнечные батареи встали вдоль направления на Солнце. Возник дефицит энергии, и автоматика начала выключать потребителей.
"Спутник как бы законсервировал себя. Потом в следующем сеансе мы его начали постепенно включить, вводить в связь. Сейчас все штатно работает, сегодня ночью в 02.39 мск был последний сеанс связи, все вполне успешно, вся аппаратура работает", - сказал собеседник агентства.
По словам Карпенко, после сбоя специалистам понадобилось некоторое время, чтобы восстановить "сбитые" настройки, однако научную аппаратуру после сбоя включили буквально на следующий день, сразу после того, как произошло первичное восстановление системы.
"Система ориентации до позавчерашнего дня работала не совсем стабильно. Мы провели процедуры по восстановлению, сейчас должно по идее все "заиграть", - сказал он.
"Ничего страшного не произошло. За исключением нашей нервозности в течение того времени, когда мы пытались понять, что произошло, из-за чего это произошло", - добавил Назаров.
Одна из главных задач "Чибиса" - зафиксировать гамма-всплески, которые возникают в процессе молниевого разряда. По направлению к Земле, гамма-излучение поглощает атмосфера, но в космос оно проходит свободно и может быть зарегистрировано приборами, устанавливаемыми на космических аппаратах.
Микроспутник был создан в Институте космических исследований РАН совместно с другими научными организациями. Масса аппарата - всего 40 килограммов, из которых примерно треть ушло - комплекс научной аппаратуры "Гроза". В его состав входят детекторы рентгеновского, гамма-, ультрафиолетового и радиоизлучения (30-50 МГц), генерируемые при грозовом разряде на высоте 13-20 километров.
Приблизительная стоимость спутника - 45 миллионов рублей.
"Расчетный срок активного существования спутника - один год, но он сможет проработать и дольше - до пяти лет, если не будет сильных солнечных бурь. Особую благодарность за подготовку спутника к запуску хочется выразить работающим на МКС российским космонавтам Кононенко и Шкаплерову", - сказал один из руководителей проекта. Они руководили последним этапом запуска.
Микроспутник "Чибис-М" в специальном транспортно-пусковом контейнере был доставлен на борт Международной космической станции (МКС) кораблём "Прогресс М-13М" 2 ноября 2011 года. После отстыковки от МКС 24 января "Прогресс", используя дополнительное топливо, поднялся на более высокую орбиту в 500 километров, после чего по команде с Земли "Чибис" самостоятельно (с помощью пружины) отделился от космического грузовика и начал автономный полет. Грузовой же корабль, по проторенной дорожке последовал на "кладбище" - место в космосе куда отправляют отработанные объекты. Оно выше и далеко от часто используемых "удобных" орбит. Основное предназначение спутника - сбор информации о вспышках излучений в различных диапазонах спектра во время гроз на земле. Помимо анализаторов различных диапазонов на нем также установлена фотокамера с высоким разрешением. (Вот бы посмотреть эти фотки!). До сегодняшнего дня корректировались незапустившиеся правильно с момента старта задачи, не хочется быть испорченным телефоном, поэтому не подробно: коррекция движения и положения, дачтик положения солнца, батареи и т.д. Приблизительная стоимость спутника без учета запуска - 45 миллионов рублей. Согласитесь, для космического объекта немного. В основном это стоимость КИА которой он просто таки "напичкан". Длинные "палки" - не просто антенны, это реалицация необходимости замеров выражающихся чегототам/метр, т.е. разнесенными на какое-то расстояние датчиками. Например напряженность поля.. :-) И, если ориентроваться на длинну антенн, то там должны быть и частоты гораздо ниже чем 435315. :-) Днем спутник не слышно, т.е. передатчики включены не всегда, а вечером и ночью - пожалуйста, получите удовольствие: работает передатчик передающий телеметрию азбукой морзе. Для тех, кто еще не выучил телеграф напоминаю: на этом сайте можно выучить азбуку Морзе совершенно самостоятельно: только вы и компьютер. Смотри раздел "Учим телеграф дома". Сегодня я заметил отличие в работе спутника (виток № 209). Сначала, как обычно, блок телеграфа, а потом в FM mode блоки телеметрии. Но я поздно догадался переключить в FM, извините:-) Фонограмма немного рваная, мягко говоря. Может в 210 витке, когда спутник будет пролетать ближе, удасться записать фонограмму лучше.
«Чибис-М» — первый микроспутник планируемой серии малых аппаратов, которая создается Российской академией наук на базе универсальной микроспутниковой платформы «Чибис», разработанной в Специальном конструкторском бюро космического приборостроения Института космических исследований РАН. Целями проекта было изучение молниевых разрядов из космоса. В частности, исследователи хотели проверить теоретическое предположение о том, что, собственно, вызывает молнии, которое было предложено академиком Александром Гуревичем из Физического института им. П.Н. Лебедева РАН.
На борту «Чибиса-М» массой порядка 40 кг (в том числе 10,8 кг научной аппаратуры) была впервые собрана аппаратура для изучения высотных атмосферных грозовых разрядов в широком диапазоне электромагнитного излучения: от радио- до гамма-диапазона, — и того, как грозы влияют на состояние ионосферы, то есть, фактически, определяют «космическую погоду» около Земли.
Автономная работа микроспутника «Чибис-М» началась 25 января 2012 года после выхода из транспортно-пускового контейнера грузового корабля «Прогресс М-13М». «Чибис-М» находился на круговой орбите высотой около 500 км и наклонением 52 градуса. Первоначально предполагалось, что аппарат будет работать на орбите в течение как минимум одного года — таким образом, «Чибис-М» превысил заявленный срок службы в 2,5 раза. Однако аппарат постоянно слегка снижал орбиту из-за трения об остатки атмосферы. Баллистические расчеты показывали, что в конце 2014 — начале 2015 года снижение станет критическим, из-за чего «Чибис-М», войдя в более плотные слои атмосферы, сгорит.
Точная дата постоянно корректировалась из-за достаточно активного поведения Солнца, разогревающего атмосферу Земли. Последняя информация с микроспутника была получена утром 15 октября, когда высота его орбиты составляла около 180 км. По результатам последнего уточнения (вечер 15 октября) спутник вошел в плотные слои атмосферы 15 октября примерно в 17 часов 57 мин UTС в окрестности самой южной части Южной Америки (высота примерно 80 км).
До сегодняшнего дня со спутником было проведено 987 сеансов управления и 857 сеансов сброса научной информации. Общий объем полученных данных составил 24,8 Гб. Многие из них еще предстоит обработать, но главные результаты работы спутника — это регистрация более 800 радиовсплесков, которые интерпретируются как молниевые разряды. Около 300 и з них сопровождаются ультрафиолетовым излучением. Кроме этого получены свидетельства в пользу того, что после грозового разряда генерируется и гамма-излучение, однако, по словам разработчиков, чтобы уверенно говорить о взаимосвязи, требуются более чувствительные гамма-детекторы. По характеру радиоизлучения стало понятно, что молниевый разряд — это многомасштабный процесс, и надо учитывать эти особенности и в теоретических моделях, для которых «Чибис-М» уже представил
Микроспутник «Чибис-М» в специальном транспортно-пусковом контейнере (ТПК) был доставлен на борт Международной космической станции транспортно-грузовым кораблём «Прогресс М-13М» 2 ноября 2011 года. После отстыковки от МКС 24 января в 2 часа 09 минут 35 секунд по московскому времени корабль «Прогресс М-13М», используя дополнительное топливо, поднялся на более высокую орбиту — 500 км, где микроспутник «Чибис-М» самостоятельно вышел из ТПК и начал автономный полет. «Чибис-М» стал первым микроспутником, реализованным на специальной платформе «Чибис», разработанной и созданной в Институте космических исследований (ИКИ РАН).
Как сообщил руководитель лаборатории исследований электромагнитных излучений ИКИ РАН Станислав Климов, спутник успешно начал свою работу, и с него уже принят первый сигнал. «Мы получили информацию от наших коллег в Красноярске о том, что успешно принят первый сигнал присутствия, а также служебная телеметрия со спутника «Чибис-М». Это означает, что малый космический аппарат работает успешно», — цитирует Климова РИА «Новости» . Еще до запуска организаторы проекта «Чибис-М» приглашали радиолюбителей принять участие в мониторинге работы микроспутника и вести наблюдения за его сигналами. Некоторые радиолюбители уже приняли информацию о работе микроспутника «Чибис-М», который имеет позывной РС-39 (частота 435,315 МГц, передача данных азбукой Морзе).
«Это малый спутник, названный в честь маленькой птички, — рассказывал «Газете.Ru» директор . — Его задача — исследование гамма-излучения, которое обнаружено при разрядах молний. Есть интересная теория, предложенная группой российских теоретиков из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, которой сейчас руководит академик . Идея состоит в том, что в сильных электрических полях ускоряются электроны и возникает мощное гамма-излучение. Все это будем исследовать и проверять».
Вспышки гамма-излучения в ходе молниевых разрядов впервые в 1994 г. зарегистрировал спутник BATSE (космическая гамма-обсерватория Compton, NASA). Это явление получило название «атмосферный гамма-всплеск» (TGF — Terrestrial Gamma-Flash) и стало большим сюрпризом для исследователей.
Положение таких вспышек на карте Земли хорошо совпадает с теми районами, где особенно часто происходят грозы.
Практическая задача «Чибиса-М»
Кроме сугубо научного изучение этих явлений представляет и практическое значение. Сверхмощное гамма-излучение на высотах 10—20 км представляет потенциальную опасность для экипажей и пассажиров самолетов. Гамма-излучение, которое все же достигает Земли, покрывает большие площади, что может быть важным с точки зрения экологии.
Попытка объяснить гамма-всплески привела физиков из ФИАН к так называемой модели пробоя на убегающих электронах. Если к системе приложить значительное электрическое поле, то столкновения будут не в силах остановить электроны, которые начнут свободно ускоряться. Ударяясь о молекулы среды, они станут лавинообразно высвобождать другие высокоэнергичные электроны. Так возникает пробой. В случае грозы, согласно теории, требуемое электрическое поле создаётся электрическими зарядами на облаках, после чего ускоренные частицы покидают атмосферу, рождая гамма-излучение. По направлению «вниз», к Земле, его поглощает атмосфера, но по направлению «вверх», в космос, оно проходит свободнее и может быть зарегистрировано приборами, устанавливаемыми на космических аппаратах.
Микроспутник «Чибис-М» был создан специально для проверки этой теории в Институте космических исследований РАН совместно с другими научными организациями.
Где созданы приборы для «Чибис-М»
Детектор рентгеновского и гамма-излучения (РГД) и детектор ультрафиолетового излучения (ДУФ) созданы в Научно-исследовательском институте ядерной физики им. Д. В. Скобельцына МГУ. Радиочастотный анализатор РЧА создан в ИКИ РАН. В КНА входит также цифровая камера ЦФК (ИКИ РАН), которая будет делать снимки Земли в оптическом диапазоне, и детектор-анализаторы электромагнитных излучений (0,1—40000 Гц) — магнитно-плазменный комплекс МВК , созданный Львовским центром Института космических исследований Национальной академии наук Украины, Государственного космического агентства Украины и Университетом Этвёша (Венгрия).
Приставка «микро» означает, что масса спутника не превышает 100 кг, и действительно «Чибис-М» на Земле весит всего 40 кг, из которых примерно треть уходит на комплекс научной аппаратуры (КНА) «Гроза».
Впервые на одном спутнике будет установлен комплекс приборов, «перекрывающих» диапазон от гамма- до радиоизлучения.
Таким образом, исследователи хотят «увидеть» как можно большее число процессов, которые происходят при грозовом разряде. Поэтому в КНА «Гроза» входят детекторы рентгеновского, гамма-, ультрафиолетового и радиоизлучения (30—50 МГц), генерируемого при грозовом разряде на высоте 13—20 км. В КНА входят и приборы для изучения плазменных колебаний. Чтобы понять, сопровождаются ли эти излучения вспышками молний, комплекс оснащён цифровой фотокамерой.
«Чибис-М» стоит в одном ряду с несколькими аппаратами, которые также занимаются исследование молниевых разрядов и явлений в верхней атмосфере. В их числе Firefly ( , вариант CubeSat) и Taranis ( Франции CNES, запуск 2015 г.).
Новый метод вывода спутника на орбиту
В ИКИ РАН был разработан ранее не применявшийся метод использования инфраструктуры российского сегмента МКС для выведения микроспутника с борта транспортно-грузового корабля (ТГК) «Прогресс». После отстыковки от станции ТГК поднимается на более высокую орбиту, после чего микроспутник с помощью ТПК отправляется в самостоятельный полёт. Похожий метод использовался в 2001 г., когда на орбиту был выведен созданный в ИКИ РАН российско-австралийский научно-образовательный микроспутник «Колибри-2000». Этот аппарат кроме научной выполнял и образовательную задачу: его данные могли принимать участвовавшие в проекте общеобразовательные школы России и Австралии. В программе «Чибис-М» также предусмотрены образовательные программы, разрабатываемые НИИЯФ МГУ и ИКИ РАН для университетов и школ.
Кроме научной программы микроспутник «Чибис-М» важен тем, что он стал первым малым аппаратом, созданным на базе специальной микроспутниковой платформы «Чибис». Эта платформа была разработана в рамках академической программы «Создание и использование микроспутниковых платформ Российской академии наук для фундаментальных и прикладных космических исследований». В Специальном конструкторском бюро ИКИ РАН проводилось не только проектирование и изготовление микроспутника, но и полный цикл его электрических, командно-информационных, виброударных, термовакуумных испытаний. Также была создана и наземная инфраструктура для приема и обработки информации со спутника. Центр приема и управления микроспутников организуется в Специальном конструкторском бюро космического приборостроения ИКИ РАН в г. Калуга.
Спутник «Чибис-М» первый в линейке малых аппаратов, реализованных на платформе «Чибис».
Однако уже сейчас в ИКИ идет работа над научной нагрузкой для следующего микроспутника, задача которого — мониторинг парниковых газов (в первую очередь, углекислоты) и катастрофических явлений на поверхности, в атмосфере и ионосфере Земли. Наконец, обсуждается третий микроспутник для региональных исследований «Балкансат».
«Вообще линия малых аппаратов на околоземных орбитах мне кажется очень правильной, — считает Лев Зеленый, директор ИКИ РАН. — У , наших главных партнеров, есть программа малых спутников. Они делают платформу «Карат». Первый спутник на этой платформе для исследования природных ресурсов должен быть запущен летом в интересах Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова. Наш институт тоже стоит в очереди, будем третьими или четвертыми, мы планируем сделать «набор» спутников для исследования магнитного поля Земли, а если точнее, то процессов, происходящих в силовых трубках магнитного поля. Но эти спутники будут в 3—4 раза больше, чем наш «Чибис». Так что постепенно, если Чубайс нам поможет, дойдет и до наноспутника. Ну а если серьезно, то в космической технике действительно есть такой термин, так называются спутники массой от одного до 10 килограмм. Наш «Чибис» пока потяжелее, около 40 килограммов — это микроспутник».
Период активного существования «Чибиса-М» должен составить не менее двух лет.
