Magion-5

Magion-5  este al cincilea și ultimul din seria Magion de microsateliți proiectați pentru a studia magnetosfera și ionosfera Pământului . Creat la Institutul de Fizică Atmosferică al Academiei Cehe de Științe . Zborul a fost controlat de la observatorul Panska Ves .

„Magion-5” a fost lansat împreună cu satelitul rus „ Prognoz-12 ” („Interball-2”) ca „sub-satelit” și a fost separat de aparatul principal după lansarea pe orbită. Lansarea a fost făcută pe 29 august 1996 de către vehiculul de lansare Molniya-M din cosmodromul Plesetsk , ca parte a proiectului internațional Interball . În aceeași lansare, a fost lansat microsatelitul argentinian pentru teledetecția Pământului „ Mu-Sat ”, zburând în cadrul unui program separat al său [1] .

Din cauza unei defecțiuni a sistemului de alimentare cu energie , comunicarea cu Magion-5 a fost pierdută la scurt timp după separarea sa de satelitul principal. Specialiștii cehi au dezvoltat și efectuat o operațiune de restabilire a comunicării, care a făcut posibilă reluarea funcționării dispozitivului și implementarea programului științific la 20 de luni de la defecțiune [2] .

Constructii

Satelitul cu o greutate de 62 de kilograme avea un design comun cu alte dispozitive din seria Magion. Corpul său avea forma unui rombicuboctaedru ; în interiorul carcasei se aflau două baterii ale sistemului de alimentare la bord , echipamente de comandă radio link , care asigurau și echipamente științifice. Pentru a înregistra datele care au fost trimise pe Pământ în timpul sesiunilor de comunicare, sateliții aveau un dispozitiv de stocare digitală. Senzori , instrumente științifice și antene au fost instalate în exterior pe corp și pe tije la distanță [3] . Sursa de alimentare a aparatului au fost baterii solare fabricate de NPO Kvant , amplasate nemișcate pe carcasă și pe opt panouri derulante [4] . Puterea maximă generată de baterii atunci când axa dispozitivului este orientată spre Soare a fost de 36 wați . Stabilizarea poziției aparatului în spațiu a fost realizată prin rotație în jurul axei îndreptate către Soare [5] [6] . Pentru orientare și manevrare a fost folosit un sistem de propulsie fabricat de Yuzhnoye Design Bureau , care funcționează pe gaz comprimat [7] . Satelitul a fost proiectat să funcționeze pe orbită timp de doi ani [8] .

Program științific

„Prognoz-12” și „Magion-5” au fost lansate pe o orbită eliptică cu un apogeu de 20.000 km, un perigeu de 780 km și o înclinare de 63 °, asigurându-le șederea îndelungată deasupra regiunii subpolare a Pământului . Sateliții au fost menționați să funcționeze ca parte a unei „sonde aurorale” [9] , care a studiat fenomenele aurorale din ionosferă și cuspizi polari  - regiuni ale magnetosferei care apar în regiunile polare în timpul interacțiunii vântului solar cu magneticul Pământului. câmp, prin care particulele vântului solar pătrund în ionosferă, încălzind-o și provocând aurore [10] [11] . Măsurătorile comune pe sondele Prognoz-12 și Magion-5, urmărindu-se la distanță controlată una de cealaltă și efectuând măsurători cu rezoluții diferite, au făcut posibilă determinarea variațiilor spațiale și temporale ale fenomenelor studiate. Următoarele echipamente au fost instalate pe satelitul Magion-5 pentru cercetare [6] [12] :

• Complex de măsurători în bandă îngustă a parametrilor undei ELF și VLF KEM-3 ( Republica Cehă , Bulgaria )
• Analizor de spectru SAS ( Polonia )
• Analizor de formă de undă ELF LF -ICARE ( Franța )
• Magnetometru cu trei componente SG-R8 ( România )
• Magnetometru cu trei componente DMA ( Germania )
• Contor de spectru de energie electronică și ionică DOK-S ( Slovacia )
• Detector de flux de plasmă VDP-S ( Cehia , Rusia )
• Contoare de spectru de energie ale particulelor de vânt solar MPS, EPS ( Republica Cehă , Rusia )
• Contor cu plasmă rece KM-14 ( Cehia )
• Cameră video cu două canale ( domenii vizibile și IR ) VIM pentru înregistrarea luminilor polare ( Cehia ).

Programul de zbor a inclus și studiul influenței centurilor de radiații ale Pământului , pe care satelitul, în conformitate cu sarcinile științifice în curs, a trebuit să le traverseze în mod repetat, asupra funcționării bateriilor solare [4] [1] .

După refacerea lucrărilor în mai 1998 și includerea echipamentelor științifice, Magion-5 a lucrat în tandem cu Progonoz-12 în cadrul programului Interball, acesta a fost unul dintre primele experimente din istoria studiului spațiului apropiat de Pământ prin simultan. operarea perechilor de nave spațiale folosind seturi similare de echipamente științifice. După pierderea orientării de către Prognoz-12, care a avut loc în toamna anului 1999 [11] , Magion-5 a continuat să fie folosit pentru cercetare. Până în iunie 2001, 41 GB de date digitale și peste 1500 de ore de observații analogice au fost primite de la satelit [13] . Conform rezultatelor proiectului Interball, din care a făcut parte Magion-5, au fost publicate peste 500 de lucrări științifice despre fizica magnetosferei și ionosferei Pământului [14] [15] [16] .

Pierderea satelitului și refacerea lucrărilor

Pe 29 august 1996, după lansarea pe orbită și construirea satelitului principal „Prognoz-12” de orientare solară , a fost dată o comandă de separare a sub-satelitului. Senzorii aparatului principal nu au înregistrat separarea, în timp ce conform datelor de la Magion-5, separarea s-a produs. Pe parcursul zilei, în mai multe sesiuni de comunicare, s-a încercat clarificarea situației și activarea subsatelitului. Drept urmare, a fost confirmată separarea completă a dispozitivelor, dar nu a existat încărcare a bateriei Magion-5, deși comanda de deschidere a panourilor solare a trecut. Au fost trimise comenzi pentru a opri sarcinile consumatoare de energie și a comuta încărcarea bateriei pe panouri de rezervă separate, dar următoarele sesiuni de comunicare cu Magion-5 nu au putut fi efectuate. Pe baza rezultatelor simulării, s-a ajuns la concluzia că bateriile au fost complet descărcate în timpul activităților în desfășurare și un scurtcircuit în elementele panoului solar care a apărut după instalarea subsatelitului pe satelitul principal, posibil ca urmare a deteriorării mecanice [17] [2] .

Întrucât scurtcircuitul din panourile solare s-ar putea rezolva de la sine în timpul zborului, specialiștii cehi au dezvoltat un program de acțiuni pentru reinițializarea dispozitivului. De la observatorul Panska Ves, la început, o dată la 10 zile, apoi o dată pe lună, a fost trimis un pachet de comenzi pentru a verifica posibilitatea comunicării cu satelitul. Datele NORAD au fost folosite pentru a calcula orbita satelitului și desemnarea țintei . La 20 de luni de la pierderea satelitului, pe 6 mai 1998, semnalul acestuia a fost detectat. După confirmarea că semnalul este primit de la Magion-5, conform unei proceduri pregătite în prealabil, au fost transmise comenzi de pornire a telemetriei în etape și s-au efectuat verificări asupra stării satelitului. Ca urmare, s-a dovedit că satelitul nu este orientat spre Soare, dar o parte din panourile solare de pe corp sunt iluminate și generează energie, bateria rămasă este complet încărcată, capacitatea bateriei nu se pierde, nu există scurtcircuit. circuit în panourile solare. Echipamentul științific era pe deplin operațional și gata de funcționare, alimentarea cu fluidul de lucru pentru motor nu se schimbase de la pierderea comunicației, satelitul se afla pe aceeași orbită cu Prognoz-12 și putea continua programul. Pe 26 iunie a fost efectuată o manevră orbitală cu orientarea satelitului spre Soare, după care a devenit posibilă utilizarea energiei panourilor solare mari și pornirea echipamentelor științifice [8] [2] .

Până la sfârșitul lunii iunie 2001, datele satelitare au fost primite integral. Ulterior, a devenit imposibilă utilizarea unei părți a echipamentului din cauza încetării alimentării cu gaz pentru sistemul de propulsie și a pierderii orientării, dar informațiile limitate primite de la satelit au continuat până în 2002 [13] [18] .

Am descoperit că problemele aparent insolubile pot fi rezolvate în cele din urmă cu puțin noroc și răbdare.Yaroslav Voita, designer și inginer principal al navei spațiale Magion [3]

Note

1. ↑ 1 2 Rusia-Cehia-Argentina. S-au lansat „Interball-2”, „Magion-5” și „Mu-Sat” // Cosmonautics news  : journal. - 1996. - Nr. 18 .
2. ↑ 1 2 3 Cosmonautics News Nr. 2, 1999 .
3. ↑ 12 Nava spațială MAGION .
4. ↑ 1 2 P. Trıska, A. Czapek, J. Chum, F. Hruska, J. Simunek, J. Smilauer, V. Truhlık, J. Vojta. Efectele vremii spațiale asupra celulelor solare MAGION-4 și MAGION-5  (engleză)  // Annales Geophysicae. - 2005. - Nr. 23(9) . - doi : 10.5194/angeo-23-3111-2005 .
5. ↑ Istoria  MAGION . Institutul de Cercetări Spațiale RAS . Preluat la 28 ianuarie 2021. Arhivat din original la 10 martie 2019.
6. ↑ 1 2 MAGION 5 - Date tehnice  . Institutul de Fizică Atmosferică CAS . Preluat la 16 februarie 2021. Arhivat din original la 24 aprilie 2021.
7. ↑ Koshkin M. I. GRDU pentru microsateliți ai proiectelor Pulsar și Interball  . S. A. Lavochkina  : jurnal. - 2015. - Nr 3 . - S. 121-123 . — ISSN 2075-6941 . (Rusă)
8. ↑ 1 2 Funcționarea navei spațiale MAGION-5 pe orbită . Institutul de Cercetări Spațiale RAS . Preluat la 28 ianuarie 2021. Arhivat din original la 30 noiembrie 2016. (Rusă)
9. ↑ Interball Auroral  Probe . Arhiva coordonată de date ale științei spațiale NASA . Preluat la 29 ianuarie 2021. Arhivat din original la 30 noiembrie 2020.
10. ↑ Cosmonautics News Nr. 21-22, 1998 .
11. ↑ 1 2 Nave spațiale pentru studiul relațiilor solar-terestre ale seriei Prognoz . Importanța misiunii . NPO-i. Lavochkin . Preluat la 25 ianuarie 2021. Arhivat din original la 3 februarie 2021. (Rusă)
12. ↑ Subsateliții proiectului INTERBALL, 1996 .
13. ↑ 12 Magion 5. _ _ Institutul de Fizică Atmosferică CAS . Preluat la 16 februarie 2021. Arhivat din original la 18 aprilie 2021. 
14. ↑ Douăzeci de ani de proiect INTERBALL . Serviciul de presă IKI . Preluat la 28 februarie 2021. Arhivat din original la 19 mai 2021. (Rusă)
15. ↑ Petrukovich A. A., Nikiforov O. V. Small satellites for space research // Rocket-space instrumentation and information systems: revista științifică. - 2016. - V. 3 , Nr. 4 . - S. 22-31 . — ISSN 2409-0239 .
16. ↑ Proiect Interball . Institutul de Cercetări Spațiale RAS . Preluat la 15 februarie 2021. Arhivat din original la 7 martie 2021. (Rusă)
17. ↑ Analiza cauzelor pierderii navei spațiale MAGION-5 . Institutul de Cercetări Spațiale RAS . Preluat la 15 februarie 2021. Arhivat din original la 9 ianuarie 2019. (Rusă)
18. ↑ Bezrukikh V.V., Kotova G.A., Verigin M.I., Ya. Shmilauer. Structura termică a plasmasferei diurne conform datelor sondelor cozii și aurorale și satelitului MAGION-5  // Cercetare spațială: jurnal. - 2006. - T. 44 , nr 5 . - S. 428-437 . — ISSN 0023-4206 . (Rusă)

Literatură

• I. Lisov. „Interballs” și „Magioni” continuă să funcționeze  // Cosmonautics News  : Journal. - 1998. - V. 8 , Nr. 21-22 (188/189) . - S. 30-35 . (Rusă)
• I. Lisov. Învierea miraculoasă a lui „Magion-5”  // Cosmonautics News  : Journal. - 1999. - T. 9 , nr. 2 (193) . - S. 42-44 . (Rusă)
• Agafonov Yu. I., Voita Ya., Triska P., Khrapchenkov V. V. Sub-sateliți ai proiectului INTERBALL // Space Research: Journal. - 1996. - T. 34 , nr 4 . - S. 371-380 .

Link -uri

• nava spațială  MAGION . Institutul de Fizică Atmosferică CAS . Data accesului: 31 ianuarie 2021.
• Poziția actuală a lui Magion 5 pe  orbită . n2yo.com . conform Catalogului Spațial . Preluat: 29 martie 2021.