Koronas-Fotón

Koronas-Photon  es una nave espacial rusa diseñada para la investigación fundamental del Sol y las relaciones solar-terrestres. La nave espacial fue desarrollada por orden de Roscosmos y la Academia Rusa de Ciencias como parte del programa espacial ruso CORONAS , diseñado para lanzar tres naves espaciales orientadas al sol a la órbita terrestre baja . La nave espacial Koronas-Photon es el tercer satélite de la serie, los satélites KORONAS-I y KORONAS-F anteriores fueron dados de baja en el momento de su lanzamiento. El desarrollador del complejo espacial es FSUE "NPP VNIIEM", el desarrollador de los sistemas a bordo de la nave espacial es FSUE "NIIEM" (Istra), la organización principal del complejo de equipos científicos "FOTON" es el Instituto de Astrofísica MEPhI.

La nave espacial fue lanzada a la órbita cercana a la Tierra por el cohete portador Cyclone-3 desde el Cosmódromo de Plesetsk el 30 de enero de 2009 a las 16:30.

Menos de un año después, el 1 de diciembre de 2009 , todo el equipo científico del satélite se apagó debido a un corte de energía [1] . El motivo de la falla del satélite fue un error en los cálculos del sistema de suministro de energía. El 18 de abril de 2010, el Laboratorio de Astronomía de Rayos X Solares declaró la "muerte definitiva" del satélite "con un alto grado de probabilidad" [2] .

La duración total del trabajo objetivo del satélite fue de 278 días: desde el 26 de febrero de 2009 (día en que se encendió el equipo científico) hasta el 30 de noviembre de 2009 (día de la última recepción de información científica) [2] .

Historia del proyecto

En 1992, se firmó un acuerdo entre la Academia Rusa de Ciencias y la Academia de Ciencias de Ucrania sobre la implementación de un programa de investigación fundamental del Sol, que incluía el lanzamiento de tres naves espaciales orientadas al sol bajo el programa CORONAS (Complex Orbital Observaciones cercanas a la Tierra de la actividad solar ) . Además, se suponía que el lanzamiento de los dispositivos tendría lugar en las siguientes fechas: CORONAS-I - 1993 , CORONAS-F - 1994 , Coronas-Photon - 1995 , para cubrir con observaciones el ciclo de actividad solar de 11 años . En realidad, debido a problemas financieros, la nave espacial CORONAS-I se lanzó desde el cosmódromo de Plesetsk en 1994 , y la nave espacial CORONAS-F se lanzó solo en 2001 . En 1997, para implementar el proyecto Coronas-Photon , se creó el Instituto de Astrofísica en la estructura del MEPhI , pero la financiación del proyecto siguió siendo muy escasa, y solo en el año 2000 se intensificó su trabajo . El proyecto "Coronas-Photon" fue incluido en el programa Internacional " Life with a Star ".

Modelo de máquina:

El desarrollo del complejo espacial estuvo a cargo de FSUE "NIIEM", que comenzó a perfeccionar su plataforma en serie " Meteor " para estos fines . La IAF MEPhI fue designada como la organización principal del complejo de equipos científicos PHOTON, que creó una colaboración de organizaciones científicas involucradas en dispositivos individuales del complejo. Inicialmente, el equipo de desarrollo incluía organizaciones científicas de Rusia , Ucrania , India , España y Alemania . Sin embargo, debido a los retrasos en la implementación del proyecto, Alemania y España se retiraron del proyecto, pero en 2007 se unió Polonia . Desde 2005, MEPhI comenzó a probar la nave espacial PHOTON en varias configuraciones, y desde 2007, NIIEM comenzó a acoplar la nave espacial PHOTON con la nave espacial. Para el otoño de 2008, se completó el trabajo principal de atraque, se realizaron pruebas de acuerdo con las instrucciones previas al vuelo obligatorias INK900 e INK903, y el 10 de diciembre de 2008, en una reunión de la Comisión Estatal, se decidió tomar la nave espacial al puerto espacial . Paralelamente, se completaron con éxito las pruebas interdepartamentales del complejo de control de tierra y el complejo de tierra para recibir, procesar y difundir información de la nave espacial Koronas-Photon, que forman parte de la nave espacial Koronas-Photon.

Ya el 15 de diciembre, la nave espacial y los instrumentos KPA PHOTON llegaron al cosmódromo, donde en enero comenzaron el montaje de la nave espacial y las pruebas previas al vuelo. El 16 de enero de 2009, las pruebas se completaron con éxito.

El 30 de enero de 2009 a las 16.30 horas desde el cosmódromo de Plesetsk , el vehículo de lanzamiento Cyclone-3 de la nave espacial CORONAS-PHOTON fue lanzado con éxito a una órbita cercana a la calculada. Después de eso, comenzó el período de ajuste de los sistemas a bordo del aparato, que precede al trabajo de encendido de instrumentos científicos. Las primeras operaciones con KPA “PHOTON” fueron la inclusión del magnetómetro SM-8M y la apertura de la cubierta protectora del dispositivo FOKA, realizadas el 4 de febrero . El 13 de febrero se encendió la unidad BIS-KF y el mismo día se realizó el primer reinicio de información de prueba a las estaciones receptoras de los NTs OMZ. Y el 17 de febrero se encendió la unidad SSRNI y se realizó una prueba de reinicio de la información registrada en la memoria del dispositivo en el cosmódromo. Después de la finalización exitosa de estos trabajos , el 19 de febrero se encendieron la mayoría de los instrumentos científicos y el 20 de febrero se encendieron los instrumentos Natalya-2M y TESIS.

Por decisión de la Comisión Estatal el 30 de marzo de 2009, luego de los resultados de la primera etapa de las pruebas de vuelo, la nave espacial CORONAS-PHOTON se incluyó en la constelación espacial rusa .

El 1 de diciembre de 2009, después de numerosas fallas en los sistemas de a bordo, las estaciones de instrumentación de las Fuerzas Armadas de RF perdieron la nave espacial. Antes de eso, debido a problemas con el sistema de suministro de energía, el equipo científico de la nave espacial fue desenergizado. Durante los meses siguientes, el MCC y los IPC de las Fuerzas Armadas de RF continuaron intentando ponerse en contacto con el dispositivo. Sin embargo, en abril de 2010 , cuando la observación visual estableció la desorientación del dispositivo y el giro de sus paneles solares hacia la Tierra , se decidió detener el intento. Es de destacar que en el momento de la falla de la nave espacial, todos los instrumentos científicos permanecieron operativos y transmitieron información científica al suelo hasta el último momento, cuyo volumen total durante todo el tiempo de vuelo alcanzó los 380 GB.

Investigación científica en el espacio exterior en el marco del proyecto Coronas-Photon

Objetivos del proyecto

Los objetivos del proyecto son: estudiar los procesos de acumulación y su transformación en energía de partículas aceleradas en el tiempo, estudiar los mecanismos de aceleración, propagación e interacción de partículas energéticas en el Sol , estudiar la correlación de la actividad solar con Procesos físicos y químicos en la atmósfera superior. Por primera vez se estudiará sistemáticamente la radiación gamma de las erupciones solares hasta energías de 2000 MeV , los neutrones serán detectados por equipos de gran área efectiva. La medida de la polarización lineal de la radiación abre un nuevo canal para obtener información sobre los mecanismos de aceleración y transporte de electrones en la región de la llamarada. Por primera vez en la investigación solar, se utilizarán nuevos tipos de centelleadores (YAlO3), que permitirán aumentar la velocidad de los equipos a fracciones de microsegundo y aumentar la fiabilidad de los datos obtenidos. Los datos sobre la radiación ultravioleta de todo el disco tendrán una precisión absoluta de no menos del 10%, lo que es especialmente importante para los procesos de modelado en la atmósfera superior . IAP MEPhI es la organización líder del complejo de equipos científicos para el experimento Koronas-Photon.

Objetivos del experimento

• Determinación de las funciones de distribución de electrones , protones y núcleos acelerados en una llamarada y su evolución con alta resolución temporal;
• Investigación de diferencias en la dinámica de aceleración de electrones y protones (núcleos);
• Estudio de las características de la evolución de la función de distribución para partículas de alta energía (hasta energías de varios GeV );
• Investigación de la anisotropía angular de las partículas que interactúan sobre la base de un análisis estadístico de los espectros de emisión y los parámetros de polarización lineal de la radiación de rayos X duros ;
• Estudio de efectos de directividad en la región de radiación gamma de alta energía ;
• Determinación de los mecanismos y condiciones para la aceleración de electrones y protones en diferentes fases del flash , y los parámetros de la región de confinamiento (propagación) de partículas aceleradas;
• Determinación de la abundancia de elementos en la región de generación de radiación gamma por el método de espectroscopia gamma y por la tasa de captura de neutrones de baja energía en la atmósfera solar ;
• Determinación de las alturas de generación de radiación secundaria por atenuación de la línea de deuterón de las llamaradas de extremidades ;
• Determinar el tipo de espectro de energía de protones y núcleos acelerados y la dinámica de estos espectros por la relación de líneas gamma nucleares ;
• Investigación del problema de la formación de elementos ( D , 3 He , Li , Be ) durante las llamaradas;
• Investigación sobre la órbita cercana a la Tierra de las composiciones químicas e isotópicas de los núcleos acelerados en una llamarada, así como la energía y las características temporales de los electrones y protones de la llamarada;
• Vigilancia de las capas superiores de la atmósfera terrestre mediante la absorción del ultravioleta intenso del Sol en calma;
• Investigación de rayos X y radiación gamma a partir de estallidos de rayos gamma ;
• Investigación de fuentes de rayos X situadas en el plano de la eclíptica .

Resultados de la misión

Durante el funcionamiento activo de la nave espacial, todos los instrumentos científicos incluidos en el complejo de equipos científicos permanecieron operativos. Durante el vuelo se recogieron unos 380 GB de información científica, que continúa siendo procesada en la actualidad. Debido al hecho de que el tiempo de funcionamiento activo del dispositivo coincidía con el período del Sol tranquilo, el dispositivo no registró grandes destellos energéticos, por lo que parte del equipo científico nunca se usó al máximo. Al mismo tiempo, varios dispositivos mostraron resultados únicos. En particular, el dispositivo Sphinx registró microdestellos en el rango ultravioleta, que aún no se han detectado en otras naves espaciales. Los telescopios TESIS se utilizaron para estudiar estructuras activas de corta duración en la superficie del Sol. El instrumento Elektron-M-Sand hizo mapas detallados de cinturones de partículas cargadas en la órbita de la Tierra. El instrumento Konus-RF registró varios estallidos y repetidores de rayos gamma. Las llamaradas se midieron con éxito en el rango de rayos X blandos con el instrumento Pingvin-M y en el rango ultravioleta con el instrumento FOKA. En particular, el instrumento FOKA midió el ultravioleta solar a través de la atmósfera terrestre, lo que permite analizar la composición y las características de la atmósfera superior de la Tierra. Se obtuvo información valiosa sobre el dispositivo indio RT-2 y el dispositivo ucraniano STEP-F.

Durante el vuelo, con una eficiencia de 15 minutos desde el momento en que se arrojaron los datos de la nave espacial, la información de los instrumentos FOKA y Penguin-M se transmitió a Roshydromet, y el instrumento TESIS envió diariamente imágenes del disco solar. Esta información se utilizó antes del lanzamiento del aparato Meteor para predecir tormentas magnéticas en la Tierra.

La composición del complejo de equipos científicos "PHOTON"