Текст: Николай Подорванюк
Фото: CHIBIS.COSMOS.RU
Источник: www.gazeta.ru

 
В ночь на 25 января микроспутник «Чибис-М» «вышел» из ТПК «Прогресс» и начал автономный...

25 января на рабочую орбиту был выведен российский микроспутник «Чибис-М» весом 40 кг. Аппарат предназначен для исследования из космоса грозовых разрядов в земной атмосфере и возникающего при этом гамма-излучения.

Микроспутник «Чибис-М» в специальном транспортно-пусковом контейнере (ТПК) был доставлен на борт Международной космической станции транспортно-грузовым кораблём «Прогресс М-13М» 2 ноября 2011 года. После отстыковки от МКС 24 января в 2 часа 09 минут 35 секунд по московскому времени корабль «Прогресс М-13М», используя дополнительное топливо, поднялся на более высокую орбиту – 500 км, где микроспутник «Чибис-М» самостоятельно вышел из ТПК и начал автономный полет. «Чибис-М» стал первым микроспутником, реализованным на специальной платформе «Чибис», разработанной и созданной в Институте космических исследований РАН (ИКИ РАН).

Как сообщил руководитель лаборатории исследований электромагнитных излучений ИКИ РАН Станислав Климов, спутник успешно начал свою работу, и с него уже принят первый сигнал. «Мы получили информацию от наших коллег в Красноярске о том, что успешно принят первый сигнал присутствия, а также служебная телеметрия со спутника «Чибис-М». Это означает, что малый космический аппарат работает успешно», — цитирует Климова РИА «Новости». Еще до запуска организаторы проекта «Чибис-М» приглашали радиолюбителей принять участие в мониторинге работы микроспутника и вести наблюдения за его сигналами. Некоторые радиолюбители уже приняли информацию о работе микроспутника «Чибис-М», который имеет позывной РС-39 (частота 435,315 МГц, передача данных азбукой Морзе).

«Это малый спутник, названный в честь маленькой птички, — рассказывал «Газете.Ru» директор Лев Зеленый. — Его задача — исследование гамма-излучения, которое обнаружено при разрядах молний. Есть интересная теория, предложенная группой российских теоретиков из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, которой сейчас руководит академик Александр Викторович Гуревич. Идея состоит в том, что в сильных электрических полях ускоряются электроны и возникает мощное гамма-излучение. Все это будем исследовать и проверять».

Вспышки гамма-излучения в ходе молниевых разрядов впервые в 1994 г. зарегистрировал спутник BATSE (космическая гамма-обсерватория Compton, NASA). Это явление получило название «атмосферный гамма-всплеск» (TGF — Terrestrial Gamma-Flash) и стало большим сюрпризом для исследователей.

Положение таких вспышек на карте Земли хорошо совпадает с теми районами, где особенно часто происходят грозы.

Попытка объяснить гамма-всплески привела физиков из ФИАН к так называемой модели пробоя на убегающих электронах. Если к системе приложить значительное электрическое поле, то столкновения будут не в силах остановить электроны, которые начнут свободно ускоряться. Ударяясь о молекулы среды, они станут лавинообразно высвобождать другие высокоэнергичные электроны. Так возникает пробой. В случае грозы, согласно теории, требуемое электрическое поле создаётся электрическими зарядами на облаках, после чего ускоренные частицы покидают атмосферу, рождая гамма-излучение. По направлению «вниз», к Земле, его поглощает атмосфера, но по направлению «вверх», в космос, оно проходит свободнее и может быть зарегистрировано приборами, устанавливаемыми на космических аппаратах.

Микроспутник «Чибис-М» был создан специально для проверки этой теории в Институте космических исследований РАН совместно с другими научными организациями.

Приставка «микро» означает, что масса спутника не превышает 100 кг, и действительно «Чибис-М» на Земле весит всего 40 кг, из которых примерно треть уходит на комплекс научной аппаратуры (КНА) «Гроза».

Впервые на одном спутнике будет установлен комплекс приборов, «перекрывающих» диапазон от гамма- до радиоизлучения.

Таким образом, исследователи хотят «увидеть» как можно большее число процессов, которые происходят при грозовом разряде. Поэтому в КНА «Гроза» входят детекторы рентгеновского, гамма-, ультрафиолетового и радиоизлучения (30—50 МГц), генерируемого при грозовом разряде на высоте 13—20 км. В КНА входят и приборы для изучения плазменных колебаний. Чтобы понять, сопровождаются ли эти излучения вспышками молний, комплекс оснащён цифровой фотокамерой.

«Чибис-М» стоит в одном ряду с несколькими аппаратами, которые также занимаются исследование молниевых разрядов и явлений в верхней атмосфере. В их числе Firefly (НАСА, вариант CubeSat) и Taranis (Космическое агентство Франции CNES, запуск 2015 г.).

Кроме научной программы микроспутник «Чибис-М» важен тем, что он стал первым малым аппаратом, созданным на базе специальной микроспутниковой платформы «Чибис». Эта платформа была разработана в рамках академической программы «Создание и использование микроспутниковых платформ Российской академии наук для фундаментальных и прикладных космических исследований». В Специальном конструкторском бюро ИКИ РАН проводилось не только проектирование и изготовление микроспутника, но и полный цикл его электрических, командно-информационных, виброударных, термовакуумных испытаний. Также была создана и наземная инфраструктура для приема и обработки информации со спутника. Центр приема и управления микроспутников организуется в Специальном конструкторском бюро космического приборостроения ИКИ РАН в г. Калуга.

Спутник «Чибис-М» первый в линейке малых аппаратов, реализованных на платформе «Чибис».

Однако уже сейчас в ИКИ идет работа над научной нагрузкой для следующего микроспутника, задача которого — мониторинг парниковых газов (в первую очередь, углекислоты) и катастрофических явлений на поверхности, в атмосфере и ионосфере Земли. Наконец, обсуждается третий микроспутник для региональных исследований «Балкансат».

«Вообще линия малых аппаратов на околоземных орбитах мне кажется очень правильной, — считает Лев Зеленый, директор ИКИ РАН. — У НПО имени Лавочкина, наших главных партнеров, есть программа малых спутников. Они делают платформу «Карат». Первый спутник на этой платформе для исследования природных ресурсов должен быть запущен летом в интересах Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова. Наш институт тоже стоит в очереди, будем третьими или четвертыми, мы планируем сделать «набор» спутников для исследования магнитного поля Земли, а если точнее, то процессов, происходящих в силовых трубках магнитного поля. Но эти спутники будут в 3—4 раза больше, чем наш «Чибис». Так что постепенно, если Чубайс нам поможет, дойдет и до наноспутника. Ну а если серьезно, то в космической технике действительно есть такой термин, так называются спутники массой от одного до 10 килограмм. Наш«Чибис» пока потяжелее, около 40 килограммов — это микроспутник».

Период активного существования «Чибиса-М» должен составить не менее двух лет.

Читать полностью:http://www.gazeta.ru/science/2012/01/25_a_3973957.shtml

МОСКВА, 25 окт — РИА Новости. Магнитная буря началась на Земле поздно вечером в понедельник — индекс геомагнитных возмущений Kp на данный момент составляет 6 единиц, свидетельствуют данные центра прогноза космической погоды Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA).

Вместе с тем, специалисты предполагают, что нынешняя буря не продлится долго, и земная магнитосфера успокоится в течение суток

В шкале индекса магнитных возмущений Kp 10 уровней, значения от 0 до 3 соответствуют спокойной магнитосфере, уровень 4 — возмущенной, а уровни с 5 по 9 — магнитным бурям пяти классов.

Начало бури было зафиксировано около 22.00 мск, когда геомагнитный индекс, измеряемый центром космической погоды ВВС США по данным с сети наземных магнитных станций в США, Канаде и Британии, резко вырос с 1 до 5 — минимального значения, которое считается бурей. Еще через три часа он вырос до 7. В настоящее время индекс понизился до 6 единиц.
По данным NOAA, причиной бури стал выброс солнечной плазмы, произошедший 22 октября. Уже вечером того дня ученые стали фиксировать рост потока протонов, а в понедельник вечером на Земле начались магнитные возмущения.

Наблюдатели в приполярных странах, в частности, в Норвегии, Финляндии, Швеции, Исландии, США и Эстонии сообщают, что на небе наблюдаются яркие полярные сияния.

Изображение дальней стороны Солнца, сделанное на основе переданных STEREO данных. Изображение NASA

Ученые впервые получили полноценное трехмерное изображение Солнца. "Видеть" Солнце в 3D теперь могут аппараты NASA STEREO-A и STEREO-B,которые заняли позиции точно друг напротив друга по разные стороны от светила. Подробнее об этом сообщается в пресс-релизе NASA. Видео Солнца в 3D, а также некоторые информационные изображения можно скачать здесь.

http://www.nasa.gov/mission_pages/stereo/main/index.html 

Аппараты STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory - обсерватория по изучению взаимодействия Солнца и Земли) наблюдают корональные выбросы массы - выбросы большого количества вещества солнечной короны. Подобные события важны не только для теоретиков, изучающих природу происходящих на Солнце процессов, но также для специалистов, контролирующих работу электроники, в том числе на спутниках. Вещество короны представляет собой ионизированный газ (плазму), который при выбросах перемещается с огромной скоростью. Если плазма движется по направлению к Земле, она может повредить находящиеся на орбите приборы, а также вызвать помехи в работе наземных электроустановок. Кроме того, корональные выбросы вещества могут оказывать негативное влияние на здоровье людей.

Наблюдение обоих полушарий звезды позволит специалистам более точно предсказывать возмущения на Солнце. До сих пор все спутники "видели" только одну часть звезды, и поэтому специалисты могли пропускать момент зарождения пятен, если это происходило на другой стороне светила.

Аппараты STEREO были запущены в космос в октябре 2006 года. Они обращаются вокруг Солнца по той же орбите, что и Земля, но один спутник опережает ее, а второй отстает. Друг напротив друга STEREO-A и STEREO-B расположились 6 февраля 2011 года. Они работают совместно с солнечной обсерваторией SDO, запущенной в феврале 2010 года. Планируется, что аппараты будут функционировать не менее восьми лет.

Dear friends and colleagues!All the best in the New Year!We wish you happiness and health!
Olga and Almaty cosmic ray group.

Солнечные бури повергнут Землю в хаос

Настоящую катастрофу, которая коснется всех жителей Земли, предрекают ученые к 2013 году. Планета погрузится в настоящий хаос из-за массовых вспышек на Солнце. Они приведут к глобальному сбою спутниковой связи.

Согласно выкладкам НАСА, солнечная активность достигнет через пару лет своего пика. Бури на главной звезде нашей системы будут генерировать огромный уровень излучений, и это непременно отразится на магнитном фоне Земли.

По всему миру произойдут сбои в электросетях. Они займут от нескольких часов до нескольких месяцев. Это грозит настоящим коллапсом для современного человека — не будет радиосвязи, остановятся поезда, самолеты и так далее. Как подчеркнул в своем докладе министр обороны НАСА Лайам Фокс, общество слишком зависимо от технологий, и это делает его очень уязвимым.

Ученые исследовали солнечную активность в течении 11 лет. Сейчас, по их словам, произошло некоторое затишье. Однако это спокойствие перед настоящей бурей. Кольца огня, которые готовы вырваться с поверхности Солнца, равны по мощности ста водородным бомбам. Если их разрушительная сила действительно достигнет Земли, это повлечет огромные экономические потери. По прогнозам специалистов, они будут в 20 раз превышать ущерб от урагана «Катрина».

Напомним, что последний раз Солнце давало о себе знать этим летом. Астрономы NASA зафиксировали на главной Звезде нашей системы мощные вспышки плазмы. Ожидалось, что солнечное цунами вызовет магнитные бури и увеличит мощность полярных сияний на Южном и Северном полюсах. Ученые также предупреждали, чьл по всему миру возможны сбои в системах связи и энергоснабжения, поломки спутников. Однако этого не произошло.

Editors choice on Space Weather AGU papers

In 1942 the Alikhanyan brothers initiated the first expedition to Aragats.  Since then, expeditions to Aragats have  continued uninterruptedly, despite the World War II, insufficient funding, and electricity and fuel shortages during the recent history of Armenia.  The most important dates and achievements of Cosmic Ray research at Aragats can be itemized as follows

• 1945-1955 – Experiments at Aragats with Mass-spectrometer of Alikhanyan-Alikhanov: investigations of the composition of secondary CR (energies <100 GeV); exploration of the “third” component in CR; observation of particles with masses between µ-meson and proton;
• 1957 – Design and fabrication of the first ionization calorimeter, observation of the rise of hadron non-elastic cross section in the energy range 0.5 - 10 TeV;
• 1970 – Experiments with Wide-gap Spark Chambers; Lenin prize awarded to T.Asatiani and A.Alikhanyan;
• 1975 –Experiment MUON: measuring of the energy spectrum and charge ratio of the horizontal muon flux;
• 1977 – Experiment PION: identification of the pions and protons by TRD; measuring pion and proton energy spectra, inelasticity coefficients inelastic cross sections of hadrons in the energy range 0.5 - 10 TeV;
• 1981-1989 – Start of the ANI Experiment: commencement of the MAKET-ANI and GAMMA surface detector arrays for measuring cosmic ray spectra in the “knee” region (1014 – 1016 eV);
• In 1990 an invention was registered  by the USSR patent agency authored by Erik Mamaidjanyan and Khachik Babayan with colleagues from Moscow State University on the behavior of pion multiple production. Invention consists in the observation that in interactions of high energy pion with light nuclei in 10% of cases few neutral pions  (1-3) took more than half of energy of primary particle;
• 1993-1996 – Development of new methodology of multivariate, correlation analysis for signal detection from  γ-ray point sources event-by-event analysis of shower data from KASCADE experiment; classification of primary nucleus;
• 1996-1997 – Renewal of Cosmic ray variation studies at Aragats: installation of the Solar Neutron Telescope and resumption of Nor Amberd Neutron Monitor;
• 2000 – Foundation of Aragats Space Environmental Center (ASEC) – for Solar Physics and Space Weather research; measurements of the various secondary fluxes of cosmic rays; inclusion of the large surface arrays in monitoring of the changing fluxes of secondary cosmic rays;
• 2003 – Simultaneous detection of the intensive solar modulation effects in October – November in the low energy charged particle, neutron and high energy muon fluxes;
• 2004 – Measurement of the spectra of heavy and light components of GCR, observation of very sharp “knee” in light nuclei spectra and absence of “knee” in heavy” nuclei spectra;
• 2005  - Measurements of highest energy protons in Solar Cosmic Rays (GLE  69 on  January 20; detection of Solar protons with E>20GeV);
• 2007 - Start of SEVAN (Space Environmental Viewing and Analysis Network  - a new type of world-wide network of particle detectors for monitoring of geophysical parameters;
• 2007 – By GAMMA experiment, the energy spectra of primary H, He, O-like and Fe-like nuclei are derived in the 103–105 TeV; the all-particle primary cosmic-ray energy spectrum in the 3x10³-2x10⁵ TeV energy ranges;
• 2008 – Cosmic Ray modulation research; Multivariate analysis and classification of the solar transient events (Ground level enhancements, Geomagnetic effects, Forbush decreases) detected by ASEC monitors during 23rd solar activity cycle.

Now the Cosmic Ray Division of Yerevan Physics Institute includes approximately 80 people, who work at the Aragats and Nor-Amberd high altitude stations and at the headquarters in Yerevan where most of the data analysis and computation takes place. Many of the staff members are young graduate students or recent postgraduates.  Scientific researchers on Mt Aragats are constantly searching for new methods and new frontiers as the Armenian physicists do their best in the quest of solving the mysteries of the Universe.

During the last 5 years CRD physicists have published 76 papers in referred journals (part of them in collaboration with KASCADE and MAGIC groups) and presented 104 reports at the international conferences. More detailed information on papers and reports is posted in the CRD WEB pages, http://aragats.am/CRD_Journal_Publications_2002_2008 and http://aragats.am/Conferences/?id=39&other= .

CRD funding comprises from international scientific foundations; funding of Republic of Armenia and support from US diasporas (NFSAT project). The annual budget rose thrice during the last 10 years and in 2008 approached to 600$. Broad scientific collaborations, winning of international grants and current achievements of the CRD scientists give  hope that this rise will continue during the coming years.

CRD  now is a world leader in the surface monitoring of the secondary cosmic rays. Numerous particle detectors measuring charged and neutral fluxes are operating on 3 levels (1000, 2200 and 3200 above sea level) and provide scientific community with unique data. Measuring as many as possible secondary fluxes with various energy thresholds CRD physicists access wide spectrum of primary energies incident on the Earth’s atmosphere and can research the solar modulation effects with unprecedented accuracy. Among scientific topics to be addressed in coming years, coinciding with the rise of solar activity of the 24th cycle are:

1. Detection of the highest energy solar cosmic rays; research of the acceleration mechanisms and propagation in the interplanetary space;
2. Measurements of the geomagnetic effects; research of the interaction of Interplanetary Coronal Mass Ejections with magnetosphere;
3. Multiple correlation analysis of the flare, CME, geo-parameters; identification and explanation of the nontrivial correlations; forming of the model of violent solar event in progress;
4. Establishing of reliable and timely forewarning services of space storms;
5. Research of atmospheric electricity and mechanisms of the thunderstorms.

The goals detailed above will be fulfilled by 24 hour year-round operation of the ASEC monitors, through active participation in the international measuring networks and the enlargement of SEVAN network to new countries, through establishment of magnetometric center on Aragats and  by designing and assembling new particle detectors with advanced possibilities to measure neutron flux and by designing and implementing multivariate data analysis methods.

New detectors and new experimental labs for secondary flux monitoring will be established in the campus of Yerevan Physics Institute in Yerevan to measure and compare changing particle fluxes on 3 altitudes.

The research of the Galactic Cosmic Rays after the “knee” will be continued with GAMMA detector to research fine structure of spectra and to distinguish the showers initiated by primary gammas (so called muon poor showers) to measure diffuse flux and search of the point sources of high energy gamma quanta.

If appropriate international funding will be available we’ll start preparations for the ANI-new experiment in the energy ranges 1016 – 1019 eV: perform detailed simulation of the shower propagation in the atmosphere and detector response. The design of detectors will be finalized, orders assigned and prototype array commissioned.

In the Low-background laboratory of YerPhI jointly with Experimental Physics Division we plan to start monitoring the flux of the high energy muons.

CRD will continue international collaboration in measuring radiation doze on the Space station and other spacecrafts using the methodology of controlled emulsion developed in Yerevan Physics Institute.

We plan  to repair offices and teaching labs in 2009; purchase detectors, measuring devices, networking and computer equipments.

The Space Education center will operate for the Yerevan State University undergraduate students; in 2009 we plan  the Summer school at Aragats with ~10 participants and an international conference in Nor Amberd with ~40 participants.

In 2009 we plan to continue education of 2 PhD students, 3 master students and 3 undergraduate students.