Магион-5

Спутник массой 62 килограмма имел общую конструкцию с другими аппаратами серии «Магион». Его корпус имел форму ромбокубооктаэдра; внутри корпуса располагались две батареи аккумуляторов системы бортового энергоснабжения, аппаратура командной радиолинии, обеспечивающая и научная аппаратура. Для записи данных, которые отправлялись на Землю во время сеансов связи, спутники имели цифровое запоминающее устройство. Датчики, научные приборы и антенны устанавливались снаружи на корпусе и на выносных штангах[3]. Источником электропитания аппарата были солнечные батареи производства НПО «Квант», размещённые неподвижно на корпусе и на восьми раскрывающихся панелях[4]. Максимальная мощность, вырабатываемая батареями при ориентации оси аппарата на Солнце, составляла 36 Ватт. Стабилизация положения аппарата в пространстве осуществлялась вращением вокруг оси, направленной на Солнце[5][6]. Для ориентации и маневрирования использовалась двигательная установка производства КБ «Южное», работающая на сжатом газе[7]. Спутник был рассчитан на работу на орбите в течение двух лет[8].

«Прогноз-12» и «Магион-5» были запущенны на эллиптическую орбиту с апогеем 20 000 км, перигеем 780 км и наклонением 63°, обеспечивающую их длительное нахождение над приполярной областью Земли. Спутники предназначились для работы в составе «аврорального зонда»[9], изучавшего авроральные явления в ионосфере и полярные каспы — области магнитосферы, возникающие в приполярных областях при взаимодействии солнечного ветра с магнитным полем Земли, через которые частицы солнечного ветра проникают в ионосферу, нагревая её и вызывая полярные сияния[10][11]. Совместное проведение измерений на аппаратах «Прогноз-12» и «Магион-5», следующих на контролируемом расстоянии друг от друга и проводящих измерения с различным разрешением, позволило определять пространственные и временные вариации изучаемых явлений. Для проведения исследований на спутнике «Магион-5» была установлена следующая аппаратура[6][12]:

• Комплекс узкополосных измерений параметров волн KНЧ и ОНЧ KEM-3 (Чехия, Болгария)
• Спектроанализатор SAS (Польша)
• Анализатор формы волн КНЧ LF-ICARE (Франция)
• Многодиапазонный трёхкомпонентный магнитометр SG-R8 (Румыния)
• Трёхкомпонентный магнитометр DMA (ФРГ)
• Измеритель энергетических спектров электронов и ионов DOK-S (Словакия)
• Детектор потоков плазмы VDP-S (Чехия, Россия)
• Измерители энергетических спектров частиц солнечного ветра MPS, EPS (Чехия, Россия)
• Измеритель параметров холодной плазмы KM-14 (Чехия)
• Двухканальная видеокамера (видимый и ИК диапазоны) VIM для регистрации полярных сияний (Чехия).

В программу полёта входило также изучение влияния радиационных поясов Земли, которые спутник, в соответствии с выполняемыми научными задачами, должен был многокрактно пересекать, на работу солнечных батарей[4][1].

После восстановления работы в мае 1998 года и включения научной аппаратуры «Магион-5» работал в паре с «Прогонозом-12» по программе «Интербол», это был один из первых в истории экспериментов по исследованию околоземного пространства одновременно работающими парами космических аппаратов, использующих аналогичные наборы научного оборудования. После потери ориентации «Прогнозом-12», произошедшей осенью 1999 года[11], «Магион-5» продолжал использоваться для проведения исследований. К июню 2001 года со спутника были получены 41 ГБайт цифровых данных и более 1500 часов результатов аналоговых наблюдений[13]. По результатам проекта «Интербол», частью которого был «Магион-5», опубликовано более 500 научных работ, посвященных физике магнитосферы и ионосферы Земли[14][15][16].

29 августа 1996-го года, после вывода на орбиту и построения основным спутником «Прогноз-12» солнечной ориентации, была подана команда на отделение субспутника. Датчики основного аппарата не зафиксировали разделения, в то время как по данным с «Магиона-5» разделение произошло. В течение суток в нескольких сеансах связи были предприняты попытки прояснить ситуацию и активировать субспутник. В итоге полное разделение аппаратов подтвердилось, но отсутствовал заряд аккумуляторов «Магиона-5», хотя команда на раскрытие солнечных панелей прошла. Были переданы команды по отключению энергопотребляющих нагрузок и переключению заряда аккумуляторов на отдельные резервные панели, но следующие сеансы связи с «Магион-5» провести уже не удалось. По результатам моделирования был сделан вывод о полной разрядке аккумуляторов в ходе проводимых мероприятий и коротком замыкании в элементах солнечной панели, возникшем после установки субспутника на основной спутник, возможно, в результате механического повреждения[17][2].

Поскольку замыкание в солнечных панелях могло самоустраниться во время полёта, чешскими специалистами была разработана программа действий по повторной инициализации аппарата. С обсерватории Панска Вес сначала раз в 10 дней, а потом раз в месяц отправлялся пакет команд для проверки возможности связи со спутником. Для расчета орбиты спутника и целеуказания использовались данные NORAD. Спустя 20 месяцев после потери спутника, 6 мая 1998 года, его сигнал был обнаружен. После подтверждения того, что принимается сигнал именно от «Магиона-5», по заранее подготовленной процедуре были переданы команды на поэтапное включение телеметрии и проведены проверки состояния спутника. В результате выяснилось, что спутник не ориентирован на Солнце, но часть солнечных панелей на корпусе освещены и генерируют энергию, оставшийся включенным аккумулятор полностью заряжен, ёмкость аккумуляторов не потеряна, замыкание в солнечных панелях отсутствует. Научная аппаратура была полностью исправна и готова к работе, запас рабочего тела для двигателя с момента потери связи не изменился, спутник находился на одной орбите с «Прогнозом-12» и мог продолжить выполнение программы. 26 июня был произведён орбитальный манёвр с ориентацией спутника на Солнце, после чего стало возможно использовать энергию больших солнечных панелей и включить научную аппаратуру[8][2].

До конца июня 2001 года данные со спутника поступали в полном объёме. Позже часть аппаратуры использовать стало невозможно из-за окончания запасов газа для двигательной установки и потери ориентации, но ограниченное поступление информации со спутника продолжалось до 2002 года[13][18].

Мы обнаружили, что c проблемами, кажущимися неразрешимыми, можно в конце концов справиться, имея немного удачи и терпения. Ярослав Войта, конструктор и ведущий инженер космического аппарата «Магион»[3]

 

Оригинальный текст (чешск.): 

Zjistili jsme, že i zdánlivě neřešitelné situace lze při trošce štěstí a trpělivosti nakonec zvládnout.

• И. Лисов. «Интерболы» и «Магионы» продолжают работу (рус.) // Новости космонавтики : журнал. — 1998. — Т. 8, № 21—22(188/189). — С. 30—35.
• И. Лисов. Чудесное воскрешение «Магиона-5» (рус.) // Новости космонавтики : журнал. — 1999. — Т. 9, № 2(193). — С. 42—44.
• Агафонов Ю. И., Войта Я., Триска П., Храпченков В. В. Субспутники проекта «ИНТЕРБОЛЛ» // Космические исследования : журнал. — 1996. — Т. 34, № 4. — С. 371—380.

• MAGION spacecraft (англ.). Institute of Atmospheric Physics CAS. Дата обращения: 31 января 2021.
• Текущее положение «Магион-5» на орбите (англ.). n2yo.com. по данным Космического каталога. Дата обращения: 29 марта 2021.