Исследования физических процессов при высотных атмосферных грозовых разрядах. Академический микроспутник «Чибис-М»

В ходе работ, проведенных в ИКИ РАН совместно с кооперацией, изготовлен и прошёл в 2011г. полный цикл наземных испытаний академический микроспутник «Чибис-М» (общая масса 40 кг) с комплексом научной аппаратуры (КНА «Гроза», масса 10.8 кг) для исследования новых физических процессов при высотных атмосферных грозовых разрядах.

Приборный состав КНА «Гроза» и научная кооперация: 

• Рентген-гамма детектор – РГД  (НИИЯФ) с диапазоном рентгеновского и гамма-излучения 0.02-1.0 МэВ;
• УФ детектор – ДУФ (НИИЯФ) спектра излучения от УФ (180-400 нм) до ИК (650-800нм);
• Радиочастотный анализатор – РЧА (ИКИ РАН) в диапазоне частот  26 – 48 МГц;
• Цифровая камера – ЦФК (ИКИ РАН) с пространственным разрешением 300 м и экспозицией 15 кадров/сек;
• Магнитно-волновой комплекс – МВК (ЛЦ ИКИ НАН и НКА Украины, Университет Ётвоша, Венгрия) в диапазоне частот 100 – 40000 Гц; 
• Блок накопления данных БНД (ИКИ РАН);
• Передатчик 2.2 ГГц с антеннами – ПРД2.2  (ИКИ РАН).

Доставка «Чибис-М» на орбиту осуществлялась с использованием инфраструктуры Российского сегмента Международной космической станции (РС МКС). В транспортно-грузовом корабле (ТГК) «Прогресс М-13М» микроспутник «Чибис-М» 02 ноября 2011 был доставлен на РС МКС. Перед отделением от МКС, выполнившего свои функции ТГК, российские космонавты установили транспортно-пусковой контейнер (ТПК) с «Чибис-М» на стыковочном шпангоуте «Прогресс М-13М». После отделения от МКС «Прогресс М-13М» по специальной программе совершил манёвр по поднятию своей орбиты на высоту 513 км.  

Сразу после выведения на орбиту 25 января 2012 г. наземными средствами, созданными ИКИ РАН, была установлена командно-телеметрическая связь с «Чибис-М» и начался этап ввода служебных систем в эксплуатацию. Для реализации проекта в ИКИ РАН был создан Наземный сегмент проекта - НСП, состоящий из Центра управления полетом проекта «Чибис-М» (ИКИ РАН, г. Москва) и пяти Наземных комплексах управления – НКУ: СКБ КП ИКИ РАН, г. Таруса; НИЛАКТ - г. Калуга и г. Красноярск; Университет Ётвоса, г. Будапешт, Венгрия; ИФА ЧАН, г. Панска Вес, Чешская Республика. Наземный сегмент может быть использован в качестве базовой платформы для других академических научных космических проектов. 

На начальном этапе полёта Научный комитет проекта признал, что оптимальным вариантом регистрации молниевых разрядов является такой, когда команда о начале регистрации разряда (триггер) приборами КНА «Гроза» поступает от прибора РЧА,  измеряющего интенсивность радиоизлучений в диапазоне 26-48 МГц. Анализирующая часть прибора позволяет отделить скоростные, широкополосные сигналы, характерные для искомых высотных разрядов, от других и подать команду на включение других приборов КНА. В мае-июле 2012 г. проведены работы по оптимизации параметров работы РЧА в целях уменьшения объёма телеметрической информации (ТИ), записываемой на борту от событий, не связанных с молниевыми разрядами, а связанных с техногенными помехами и шумом, излучаемым центром Галактики. 

К настоящему времени выделено более 50 записей молниевых разрядов, часть из которых имеет весьма характерный спектр. По триггеру РЧА была получена ТИ от приборов ДУФ, РГД и МВК.

по материалам тезисов к Четвертому международному специализированному симпозиуму «Космос и глобальная безопасность человечества», 3-7 сентября, Украина, г. Евпатория. и VII Всероссийской конференции по атмосферному электричеству, г. Санкт-Петербург, 24-28 сентября 2012.