Микроспутниками принято называть космические аппараты весом от 10 до 100 килограммов. По словам Льва Зелёного, директора Института космических исследований (ИКИ) РАН, мода на такие аппараты неслучайна. Они позволяют существенно экономить средства при выполнении заданий серьёзного уровня. Один микроспутник в ИКИ уже запускали в 2000 году – образовательный спутник «Колибри» весом 20 килограммов. Сейчас в институте над новым аналогичным аппаратом – «Чибис-М». Несмотря на приставку «микро», задачи, на выполнение которых он рассчитан, более чем серьёзные. Центральная из них – проверка гипотезы возникновения атмосферных гамма-всплесков. Запуск аппарата планируют в июне или июле 2011 года. О новом микроспутнике академик Лев Зелёный рассказал в МФТИ на торжественном вечере в честь 50-летия полёта Юрия Гагарина.

Гамма-всплески – короткие, длительностью в несколько миллисекунд, импульсы мощного рентгеновского излучения. Обычно они связаны с процессами в космосе, например, со взрывами звёзд. Но в 1994 году спутник BATSE обнаружил гамма-всплеск, идущий с Земли. Это явление получило название «атмосферный гамма-всплеск» (terrestrial gamma-flash). Позже спутники обнаружили до 50 вспышек в день. Когда учёные построили карту распределения наиболее частых всплесков, оказалось, что она совпадает с картой наиболее частых гроз на Земле.

Попытка объяснить гамма-всплески привела физиков из ФИАНа во главе с академиком Александром Гуревичем к модели пробоя на убегающих электронах. Если к системе приложить значительное электрическое поле, то столкновения будут не в силах остановить электроны, и они будут свободно ускоряться. Ударяясь о молекулы среды, они станут лавинообразно высвобождать другие высокоэнергетичные электроны. Так возникает пробой. Согласно теории, требуемое электрическое поле создаётся молнией, после чего ускоренные частицы покидают атмосферу, рождая гамма-излучение.

«Мы думали, что всё знаем о молниях, а они преподнесли нам большой сюрприз, – улыбнулся Лев Зелёный. – Физика явления очень красива – это и астрофизика, и электрический разряд, и пробой».

Спутник весит всего 40 килограммов, примерно треть веса уходит на научную аппаратуру. Основной прибор на борту – детектор рентгеновского гамма-излучения. Чтобы понять, предшествовала ли всплеску молния, «Чибис-М» оснащён детекторами ультрафиолетового излучения, радиоизлучения. Также на спутнике находятся приборы для изучения плазменных и волновых колебаний. Они помогут учёным исследовать другие явления, связанные с молниями. Возможно, даже те, которые ещё не открыли.

Для запуска спутника учёные выбрали орбиту МКС – она проходит над районами наибольшего числа гроз на Земле.

«Сценарий миссии таков, – продолжает академик Зелёный. – Наш спутник с помощью грузового корабля «Прогресс» уже летом будет доставлен на МКС. После того как пройдут все необходимые настройки, орбита спутника с помощью того же «Прогресса» будет поднята до 480 километров. На такой высоте он сможет работать несколько лет».

Конструкторы из РКК «Энергия» создали транспортно-пусковой контейнер для погрузки «Чибиса-М». Этот контейнер можно будет использовать для похожих задач и в будущем.

Помимо научных, исследование атмосферных гамма-всплесков имеет и практические цели. Это явление может быть опасно для лётчиков, чьи машины пролетают сквозь грозы на высоте 10–20 километров. И меры по предотвращению этой опасности надо разрабатывать. Кроме того, сверхмощные одиночные радиоимпульсы, имеющие мощное излучение практически во всём используемом диапазоне радиоволн (до 3 ГГц и выше), могут служить удобным природным источником излучения для создания глобального мониторинга радиосвязи.