| Předpověď-10 | |
|---|---|
| Intershock, Interkosmos-23 | |
| Model aparátu řady Prognoz | |
| Výrobce | NPO je. S.A. Lavočkin |
| Úkoly | Vyšetřování rázu luku a magnetopauzy |
| Satelit | Země |
| panel | Bajkonur |
| nosná raketa | " Blesk-M " |
| zahájení | 26. dubna 1985 |
| Deorbit | 12. ledna 1994 |
| ID NSSDCA | 1985-033A |
| SCN | 15661 |
| Specifikace | |
| Plošina | SO-M |
| Hmotnost | 933 kg |
| Zásoby energie | Solární panely |
| Orientace | Slunný |
| Životnost aktivního života | 200 dní |
| Orbitální prvky | |
| Typ oběžné dráhy | Vysoce eliptické |
| Nálada | 65° |
| Období oběhu | 96 hodin |
| apocentrum | 200 000 km |
| pericentrum | 400 km |
Intershock je společný sovětsko - československý vesmírný experiment uskutečněný v rámci programu mezinárodní spolupráce Interkosmos na kosmické lodi Prognoz-10 (Interkosmos-23). Cílem projektu Intershock bylo podrobně studovat strukturu a charakteristiky rázové vlny a magnetopauzy , ke kterým dochází při interakci slunečního větru s magnetosférou Země .
Družice Prognoz-10 se sadou vědeckého vybavení v rámci projektu Intershock byla vypuštěna z kosmodromu Bajkonur nosnou raketou Molniya -M 26. dubna 1985. Poslední data ze zařízení byla přijata 11. listopadu 1985. V experimentu Intershock byla získána unikátní vědecká data, která významně rozšířila chápání zemské magnetosféry a vztahů mezi Sluncem a Zemí .
Při vesmírných průzkumech prováděných na prvních automatických meziplanetárních stanicích a umělých družicích , které se pohybovaly více než 100 000 km od Země, byl objeven nový jev – bezkolizní rázová vlna [1] [2] , která odděluje sluneční vítr od magnetosféry [ 3] . Hypotézu o existenci rázových vln tohoto typu poprvé vyslovil v roce 1959 R. Z. Sagdějev (pozdější akademik a ředitel Ústavu pro výzkum vesmíru ) [4] . Současná vrstva, nazývaná magnetopauza , vznikající na rozhraní magnetosféry a rázové vlny , odděluje magnetosféru, kde působí magnetické pole Země, a meziplanetární prostředí . Poloha rázové vlny a magnetopauzy v prostoru, určená rovnováhou dynamického tlaku slunečního větru a magnetického tlaku magnetosféry, se plynule mění v závislosti na aktuálních parametrech slunečního větru [5] .
Koncem 60. a začátkem 70. let byly na různých kosmických lodích prováděny experimenty se studiem rázové vlny a magnetopauzy, zejména v rámci mezinárodních experimentů na sovětských satelitech rodiny Prognoz , které byly vypuštěny na oběžné dráhy s apogeem 200 000 km . ke studiu slunečního záření a blízkozemského prostoru [6] . Řada zásadních otázek fyziky blízkozemské rázové vlny a mechanismů jevů v ní probíhajících přitom zůstala nevysvětlena. Pro jejich systematické podrobné studium v letech 1974-1975 byly v rámci programu Interkosmos zahájeny práce na projektu kosmického experimentu, ve kterém všechna zařízení instalovaná na družici měla plnit jeden úkol a data ze všech vědeckých přístrojů vstoupil do jediného specializovaného palubního počítače pro sběr a zpracování informací. Tento projekt se jmenoval „Intershock“ [3] [7] .
Klíčovými body při přípravě projektu Intershock byly: zajištění metod pro všestrannou diagnostiku jevů ve vesmírném plazmatu ; dosažení nejvyššího možného časového rozlišení během měření; měření hlavních typů vlnového záření [7] . Vědecké vybavení pro experiment Intershock bylo vyvinuto na IKI Akademie věd SSSR , na Matematicko-fyzikální fakultě pražské univerzity a ve vědeckých organizacích v Polsku , Maďarsku , NDR a Bulharsku . Pro vývoj metod pro určování hranic rázové vlny na družici Prognoz-8 , vypuštěné na konci roku 1980, byly spuštěny přístroje Monitor vyvinuté IKI a pražskou univerzitou pro rychlé měření distribuce hustoty iontů a BUD pro měření ELF oscilací . elektrického pole a proudění plazmatu [8] .
Pro realizaci projektu Intershock byla vybrána kosmická loď typu SO-M Prognoz . Výzkumné satelity „ Forecast “, vyvinuté v NPO pojmenované po S. A. Lavočkinovi pro studium slunečního záření a blízkozemského prostoru, umožnily v širokém rozsahu měnit složení instalovaného vědeckého zařízení v souladu s experimenty provedenými v r. let. Tyto družice byly vyneseny na vysoce elitní dráhy s apogeem 200 000 km a dobou oběhu asi čtyři dny, což zajistilo vícenásobné přelety blízkozemské rázové vlny během letu a umožnilo měřit a porovnávat charakteristiky procesů jak ve vlně samotné, a v magnetosféře a v nenarušeném meziplanetárním prostoru [7] [9] . Aparát pro projekt Intershock, stejně jako předchozí v sérii, byl postaven podle dokumentace a pod dohledem NPO. S. A. Lavočkin v moskevském strojírenském závodě " Vympel ". Před instalací na družici prošlo vědecké zařízení komplexním testováním v IKI Akademie věd SSSR, což umožnilo zkrátit dobu továrních testů [10] .
Satelit vypuštěný nosičem Molniya -M z Bajkonuru 26. dubna 1985 k provedení experimentu Intershock [11] byl v rámci série označen jako Prognoz-10 a Interkosmos-23 v rámci programu Interkosmos [12] [13] . Byl vypuštěn na oběžnou dráhu s apogeem 200 000 km, perigeem 400 km, sklonem 65° a dobou oběhu 96 hodin [14] . Práce s Prognoz-10 a příjem vědeckých dat pokračovaly až do listopadu 1985 [13] . Družice vyletěla z oběžné dráhy a přestala existovat v lednu 1994 [15] .
Satelity řady " Prognoz " (tovární označení "SO-M", "Solar Object, Modernized"), určené ke studiu sluneční aktivity , blízkozemského vesmíru a astrofyzikálnímu výzkumu , byly vyrobeny ve formě uzavřeného válcového kontejneru s průměr 150 cm a výška 120 cm, dna uzavřená polokulovitá. Na spodní straně byl instalován rám se senzory řízení polohy , anténami radiotechnického komplexu a vědeckými senzory. Na válcové části těla byly polohovací mikromotory a pro ně zásoba stlačeného plynu, vědecké přístroje a čtyři solární panely o rozpětí 6 metrů a celkové ploše 7 m², na jejich koncích byla tyč magnetometru , měřicí přístroje a antény vědeckých zařízení [16] . Uvnitř hermetického pouzdra, kde byl udržován konstantní tepelný režim , byly umístěny akumulátory , vědecké vybavení, přístroje radiotechnického komplexu a satelitní orientační systémy . Pomocí plynových tryskových mikromotorů byla aparatura orientována osou ke Slunci, stabilizaci polohy v prostoru zajišťovala rotace kolem osy směřující ke Slunci [17] . Konstrukce družic umožňovala bez provádění dodatečných zkoušek celého aparátu měnit složení instalovaných přístrojů a řešit nové vědecké problémy při každém letu [18] . Satelity Prognoz měly na palubě paměťové zařízení, které umožňovalo shromažďování informací a jejich přenos na Zemi během další komunikační relace [19] .
Hmotnost zařízení byla 933 kg, užitečné zatížení - 125 kg. Na družici byly instalovány následující přístroje vzniklé ve spolupráci vědeckých institucí SSSR , Československa , Polska , VNR , NDR a NRB [13] [17] :
Problémem při vytváření komplexu vědeckého vybavení pro družici byla potřeba zajistit vysokorychlostní čtení a přenos velkého množství informací. Každý přechod rázové vlny trval od deseti sekund do několika minut, přičemž během této doby bylo nutné provést všechna měření s maximálním prostorovým a časovým rozlišením a shromáždit data pro přenos na pozemní stanice. Vzhledem k neustále se měnící situaci ve vesmíru nebylo možné předvídat okamžik přeletu a množství palubní paměti telemetrického systému vozidla umožňovalo uložit pouze několik minut měření požadovaného rozlišení, což vylučovalo jejich nepřetržité záznam. Pro záznam a přenos vědeckých informací v experimentu Intershock byly vytvořeny komplexy ORION a BROD. Světově první specializovaný palubní počítač pro vědecký výzkum BROD vyvinuli čeští specialisté. BROD průběžně dotazoval měřicí přístroje zařízení a zaznamenával data do vlastní zásobníkové paměti [20] . V „pohotovostním“ režimu, pokud se data na pozadí nezměnila v určeném rozsahu, byla periodicky přenášena do paměti telemetrického systému vozidla s vymazaným zásobníkem. Když byly pomocí algoritmu vyvinutého speciálně specialisty IKI detekovány známky přechodu rázové vlny , byl spuštěn režim vysokorychlostního záznamu dat do paměti ORION spolu s prehistorií události uložené v zásobníku [21] . V komunikačních relacích trvajících 2-3 hodiny byla přenášena data uložená v systému ORION a v případě přechodu rázové vlny předpovězené během komunikační relace byl použit režim přímého přenosu BROD s rychlým dotazováním většiny naměřených hodnot. parametry. U některých přístrojů v režimu přímého přenosu byl použit standardní satelitní telemetrický systém [7] [8] . Na každé čtyřdenní oběžné dráze bylo provedeno 2 až 5 komunikačních relací [22] .
Řízení aparatury "Progonoz-10" a příjem telemetrických dat byly prováděny pomocí NIP-10 , umístěného poblíž Simferopolu [10] . Systém BROD byl řízen z české observatoře Panská Ves přes samostatný rádiový kanál. Pro operativní analýzu obdržených informací a rychlé rozhodování o řízení experimentu byla na IKI vytvořena stálá operační skupina. Pro operativní řízení přijímaných dat byl použit počítačový terminál M-6000 instalovaný v IKI a pro zpracování přijatých dat počítače řady EU instalované v Moskvě a Praze a propojené komunikační linkou [23] . Během letu bylo kvůli poruše magnetometru nutné opravit algoritmus pro určení okamžiku přechodu rázové vlny. Potřebné změny v algoritmu provedli specialisté IKI, čeští specialisté během letu přeprogramovali systém BROD. Interakce specialistů na stanovišti řízení letu, v Moskvě a v Praze během této operace a synchronizace jejich akcí probíhala telefonicky [20] .
Projekt Intershock byl jednou z prvních rozsáhlých experimentálních studií ve fyzice Slunce a Země . Byla pro něj vyvinuta velká sada nových diagnostických zařízení, z nichž některá měla jedinečné vlastnosti. Poprvé byl speciálně navržený počítač použit k analýze informací ze všech vědeckých přístrojů a správě jejich sběru na palubě kosmické lodi. Mnohonásobná registrace silné blízkozemské vlny a slabších meziplanetárních rázových vln během letu družice Prognoz-10 umožnila prozkoumat vztah mezi jejich charakteristikami a parametry slunečního větru. Výsledkem provedených experimentů byla jemná struktura čela rázové vlny, skládající se z několika výrazných po sobě jdoucích oblastí s různým rozložením energií a směry iontů [7] [9] .
Pomocí komplexu přístrojů BIFRAM se při přechodu rázové vlny podařilo získat energetická spektra tohoto jevu s velmi vysokým rozlišením. Nejlepší výsledek byl 0,64 s při měření na 64 kanálech. Následně byly podobné výsledky získány až v roce 2000 v evropském experimentu Cluster II . Na základě dat experimentu Intershock byl zkonstruován nový model, který popisuje polohu rázové vlny a magnetopauzy s přihlédnutím k dopadu meziplanetárního magnetického pole. Později byl tento model upřesněn s ohledem na výsledky experimentů na družicích " Geotail ", " IMP-8 ", "Interball-1" a "Magion-4" , " Cluster II " [24] . Provedené studie přispěly ke schválení pohledu na vesmírné plazma jako na médium, jehož dynamiku určují nejen ionty a elektrony obsažené v jeho složení, ale také široký rozsah vlnových pohybů, které jsou mu vlastní [9]. .
V průběhu práce na projektu Intershock vznikla myšlenka dalšího vesmírného experimentu, ve kterém mělo dojít ke komplexnímu studiu procesů ve vnější a vnitřní oblasti magnetosféry a jejich souvislosti se slunečními jevy a meziplanetárním magnetickým polem. být proveden. Zpracování výsledků experimentu „Intershock“ vedlo k pochopení potřeby vícebodových měření prováděných současně v různých bodech prostoru a umožňujících rozlišovat mezi časovými a prostorovými variacemi zkoumaných jevů. Realizací těchto myšlenek byl mezinárodní projekt " Interball " [25] , realizovaný v 90. letech 20. století , další studium magnetosféry pomocí multidružicových systémů pokračovalo v programech " Cluster II " ( ESA ) a " THEMIS " ( NASA ) [26] .
| Program Interkosmos | |
|---|---|
| satelity |
|
| Pilotované lety | |