Ионозонд (космический проект)

«Ионозонд-2025» — космический комплекс наблюдения и определения геофизических параметров ионосферы и верхних слоёв атмосферы Земли и околоземного космического пространства. Орбитальная группировка комплекса состоит из пяти космических аппаратов: четырёх аппаратов «Ионосфера» и одного аппарата «Зонд».

Макет КА «Зонд» из состава комплекса «Ионозонд» на МАКС-2013

История разработки

Разработка проекта «Ионозонд» стартовала ещё в начале 2000-х годов как развитие советских спутниковых программ по изучению ионосферы, но в 2013 году было принято решение заморозить дальнейшую разработку на стадии комплексных испытаний технологических приборов[1][2].

В 2015 году Правительство России внесло проект в список приоритетных в Федеральную космическую программу на 2016—2025 годы под названием «Ионозонд-2025»[3].

28 ноября 2016 года ВНИИЭМ заключил контракт на создание космической системы мониторинга гелиогеофизической обстановки на сумму 6,582 млрд рублей. Срок исполнения контракта: 25 декабря 2025 года[4].

Разгонный блок Фрегат

В апреле 2018 года главный конструктор космических систем и комплексов ВНИИЭМ Александр Чуркин рассказал о том, что в рамках проекта подготовлена рабочая документация, а также полноразмерный макет аппарата. На финальном этапе находится комплектация лётных изделий, стартует процесс изготовления лётной бортовой аппаратуры. По первоначальным прогнозам, запуск первых двух космических аппаратов ожидался в 2023 году, двух следующих — в 2024 году[5]. В мае 2018 года пресс-служба ВНИИЭМ сообщила, что корпорация приступила к разработке космического аппарата «Зонд-М», запуск которого планируется после 2025 года. Дополнительно стало известно, что спутник войдёт в состав космического комплекса «Ионозонд-2025»[6].

Стартовый комплекс космодрома Восточный

В мае 2019 года гендиректор ВНИИЭМ Алексей Макриденко рассказал, что российская корпорация запланировала на два года быстрее запланированного изготовить и отправить на орбиту первые два космических аппарата проекта «Ионозонд-2025». По его словам, запуск возможен в 2021 году[7].

В августе 2019 года главный научный сотрудник Института космических исследований РАН Сергей Пулинец заявил, что первый запуск космических аппаратов комплекса «Ионозонд-2025» вместе с метеорологическим аппаратом «Метеор» запланирован на конец 2021 года, и что лётные образцы бортовых ионозондов уже изготовлены[8].

3 октября 2020 года директор Института космических исследований РАН (ИКИ) Анатолий Петрукович сообщил, что запуск первых двух спутников «Ионосфера» космического комплекса «Ионозонд-2025» планируется в 2021 году, вторую пару — в 2023 году[9].

В ноябре 2020 года из информации на сайте госзакупок стало известно, что ракета-носитель «Союз-2.1б» с разгонным блоком «Фрегат» выведет на орбиту космические аппараты «Ионосфера-М» № 1 и «Ионосфера-М» № 2 комплекса «Ионозонд-2025» с космодрома Восточный во втором квартале 2021 года. В договоре дополнительно отмечалось, что на подготовку к пуску планировалось выделить 816 млн 327 тыс. рублей[10].

В 2021 году запуск аппаратов комплекса «Ионозонд» не состоялся, в июне 2021 года на сайте ИКИ РАН появилась информация о предполагаемом запуске первой пары КА «Ионосфера-М» в 2022 году[11].

Устройство

К моменту создания космический комплекс «Ионозонд-2025» и его орбитальная группировка должна включать в себя пять космических аппаратов:

  • Ионосфера-М" № 1, Ионосфера-М" № 2, Ионосфера-М" № 3, Ионосфера-М" № 4;
  • «Зонд-М» № 1.

Космические аппараты «Ионосфера-М» являются однотипными, КА «Зонд» будет построен на той же платформе[12].

Корректирующая двигательная установка построена на базе абляционного плазменного двигателя разработки НИИ ПМЭ МАИ.

Основные характеристики КА «Ионосфера-М»
Тип орбиты Околокруговая, солнечно-синхронная орбита
Высота орбиты 820 км
Наклонение 98,8 градусов
Период обращения 101 мин
Масса космического аппарата 400 кг
Масса полезной нагрузки 100 кг
Габаритные размеры (транспортные) 1200 × 1200 × 800 мм
Срок активного существования 8 лет
Тип системы ориентации Активная, электромаховичная
Ориентация космического аппарата Трехосная орбитальная «Земля — Курс»
Точность стабилизации 0,01 град/с
Мощность солнечных батарей Не менее 700 Вт
Тип запуска Попутный

Полезная нагрузка КА «Ионосфера-М»

Целевая аппаратура космических аппаратов «Ионосфера» должна включать следующие инструменты[13]:

Бортовой ионозонд ЛАЭРТ для глобального внешнего зондирования ионосферы Земли на частотах 0,1—20 МГц.
GPS измеритель полного электронного содержания ПЭС для определения высотного распределения электронной концентрации посредством измерений сигналов от космических аппаратов систем спутниковой навигации GPS/ГЛОНАСС.
Энергоспектрометр ионосферной плазмы ЭСИП для измерения параметров ионосферной плазмы вдоль орбиты КА, глобального мониторинга ионосферы, изучения её структуры и динамики и отдельных физических процессов в ионосферной плазме.
Озонометр-ТМ для изучения распределения озона в верхней атмосфере с помощью спектроскопических измерений отраженного атмосферой Земли УФ излучения Солнца в полосе 300—400 нм.
Низкочастотный волновой комплекс НВК2 для измерения магнитных и электрических полей околоземного космического пространства в ОНЧ-диапазоне 0—20 кГц.
Двухчастотный передатчик МАЯК для радиопросвечивания ионосферы Земли на частотах 150 МГц и 400 МГц.
Спектрометр плазмы и энергичной радиации СПЭР/1 для измерения дифференциальных энергетических спектров электронов, протонов и α-частиц в различных диапазонах энергий.
Спектрометр галактических космических лучей ГАЛС/1 для измерений плотности потока протонов высоких энергий в трех энергетических интервалах с помощью детектора Черенкова и измерения суммарной плотности потоков протонов и электронов в четырех энергетических диапазонах счётчиками Гейгера.
Гамма-спектрометр СГ/1 для измерения дифференциальных энергетических спектров жесткого рентгеновского и гамма излучения атмосферы Земли.
Бортовой комплекс управления и сбора научной информации для сбора, хранения и передачи информации от приборов целевой аппаратуры и управления режимами работы целевой аппаратуры

Основные характеристики КА «Зонд-М»
Тип орбиты Околокруговая околотерминаторная, солнечно-синхронная орбита
Высота орбиты 650 км
Наклонение 97,0 градусов
Период обращения 98 мин
Масса космического аппарата 450 кг
Масса полезной нагрузки 105 кг
Габаритные размеры (транспортные) 1540 × 1326 × 1153 мм
Срок активного существования 8 лет
Тип системы ориентации Трехосная, активная, электромаховичная
Ориентация космического аппарата Трехосная «Солнце - Земля»
Точность стабилизации 0,01 град/с
Мощность солнечных батарей Не менее 700 Вт
Тип запуска Попутный

Полезная нагрузка КА «Зонд-М»

Целевая аппаратура космического аппарата «Зонд» должна включать следующие инструменты[14]:

Телескоп-коронограф СТЕК для мониторинга короны Солнца в ультрафиолетовой и видимой областях спектра.
Солнечный изображающий спектральный телескоп «СОЛИСТ» для измерения потоков излучения и построения высокоточных изображений переходного слоя и короны Солнца.
Рентгеновский спектрофотометр РЕСПЕКТ. для мониторинга рентгеновского излучения солнечной короны.
Рентгеновский фотометр СРФ для измерения рентгеновского излучения Солнца.
Спектрофотометр потока ультрафиолетового излучения Солнца СУФ для измерения солнечного излучения в резонансной линии водорода HLα.
Спектрозональная система УФ, видимого и ИК диапазонов «ЛЕТИЦИЯ» для измерения пространственного распределения линий излучения нейтрального кислорода и ионов азота в верхней атмосфере и ионосфере Земли.
Сканирующий Озонометр-З для спектроскопических измерений УФ излучения Солнца, отраженного атмосферой Земли, в полосе 300—400 нм.
Магнитометр ФМ-Г для проведения глобального и непрерывного мониторинга магнитного поля в околоземном космическом пространстве.
Радиочастотный масс-спектрометр РИМС-А для анализа состава верхних слоев атмосферы Земли и собственной атмосферы КА.
Гамма-спектрометр СГ/2 для измерения дифференциальных энергетических спектров жесткого рентгеновского и гамма излучения Солнца в диапазоне энергий (0,02—10,0) МэВ.
Низкочастотный волновой комплекс НВК2 для измерения магнитных и электрических полей околоземного космического пространства в ОНЧ-диапазоне 0—20 кГц.
Бортовой комплекс управления и сбора научной информации для сбора, хранения и передачи информации от приборов целевой аппаратуры и управления режимами работы целевой аппаратуры

Назначение

Заказчиками научно-исследовательского космического комплекса "Ионозонд" выступают Росгидромет и Академия наук. Комплекс должен решать следующие научные задачи[15]:

  • Контроль пространственно-временной структуры ионосферы, возникающих в ней естественных и искусственных неоднородностей и ионосферно-магнитных возмущений, пространственного распределения электронной концентрации и электромагнитных полей. Также должны вестись наблюдения физических явлений, возникающих в ионосфере в результате активных воздействий природного и антропогенного происхождения и распределения озона в верхней атмосфере Земли.
  • Наблюдения за Солнцем, включающие построение карт Солнца и околосолнечного пространства в ультрафиолетовой и видимой областях спектра, измерение потоков солнечных космических лучей, рентгеновского и ультрафиолетового излучения.
  • Изучение оптических характеристик и состава верхней атмосферы Земли.
  • Регистрация магнитосферных явлений и контроль радиационной обстановки в околоземном пространстве.
  • Наблюдение электромагнитной волновой активности в ионосфере и верхней атмосфере.
  • Измерение потоков протонов и электронов солнечного происхождения и галактических космических лучей.

Примечания
  1. Работы по проекту «Ионозонд» будут возобновлены. 3DNews - Daily Digital Digest. Дата обращения: 7 декабря 2021.
  2. Институт космических исследований РАН собирается возобновить проект «Ионозонд». Sensational News (15 апреля 2018). Дата обращения: 7 декабря 2021.
  3. Возобновляется реализация проекта «Ионозонд». rusargument.ru. Дата обращения: 7 декабря 2021.
  4. Контракт на СОЗДАНИЕ КОСМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ГЕЛИОГЕОФИЗИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ (ШИФР ОКР: "ИОНОЗОНД-") | Госрасходы: Официальный сайт. spending.gov.ru. Дата обращения: 7 декабря 2021.
  5. Главный конструктор рассказал, какой космический прорыв ждет Россию — Российская газета
  6. «ВНИИЭМ» разрабатывает спутник для изучения Солнца — Космос — ТАСС
  7. Российские спутники займутся поиском озоновых дыр в атмосфере. РИА Новости (21 августа 2019). Дата обращения: 7 декабря 2021.
  8. Cпутники РФ займутся поиском озоновых дыр в атмосфере. Рамблер/новости. Дата обращения: 7 декабря 2021.
  9. Запуск первой пары спутников "Ионосфера" планируется в 2021 году. ТАСС. Дата обращения: 7 декабря 2021.
  10. "Роскосмос" выделил ракету для запуска спутников наблюдения за ионосферой. РИА Новости (17 ноября 2020). Дата обращения: 7 декабря 2021.
  11. Выставка ИКИ РАН получила поддержку Фонда содействия инновациям. ИКИ РАН. Дата обращения: 28 января 2022.
  12. КОСМИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС «ИОНОЗОНД» Л. А. Макриденко, С. Н. Волков, А. В. Горбунов, В. А. Кожевников, В. П. Ходненко Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ Т. 170 № 3 — 2019. — C. 40-47.
  13. Космический комплекс «Ионозонд». Космический аппарат «Ионосфера». ВНИИЭМ. Дата обращения: 1 июля 2021.
  14. Космический комплекс «Ионозонд». Космический аппарат «Зонд». ВНИИЭМ. Дата обращения: 1 июля 2021.
  15. ИОНОЗОНД / IONOZOND. ИКИ РАН. Дата обращения: 28 января 2022.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.