Transcript Университетский-Татьяна - Институт космических исследований

Научно-образовательные
космические проекты
МГУ им. М.В. Ломоносова
Плесецк
20.01.2005
06час.00мин.
Старт ракеты-носителя
«Космос-3м» с
микроспутником
«Университетский –
Татьяна»
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МИКРОСПУТНИКА
Орбита:
высота
- 950-970 км
наклонение - 83о.
Масса – 31,6 кг
Масса научной аппаратуры НИИЯФ 8,5кг
Срок активного существования - >1года
( реально – 25, 5 мес.)
Точность ориентации - (1.0 – 3.0)0.
( реально - хуже)
Радиоканал – 135 Мгц – вверх, 435 МГц - вн
Характеристики СЭП:
мощность среднесуточная – 7 Вт;
Окончание миссии - 7 марта 2007г
Solar flare January, 20, 2005
1E+3
CORONAS-F p 50-90 MeV
1E+3
1E+2
1E+2
1E+1
1E+1
1E+0
1E+0
Татьяна
1E-1
1E-2
1E-1
1E-3
18.0 18.5 19.0 19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5 23.0
Day of January
P>50 MeV GOES-10
P (50-90 MeV),1/s CORONAS-F
GOES-10 p>50 MeV
UV (300- 400 nm) spectra
of atmospheric emissions
What is the role of energetic particles?
UV – flashes (~ msec)
spatial distribution
Экватор
«Университетский-Татьяна»,
февраль, 2005г.
Up to 10 MJ!
Основные итоги
Успешная работа в течение
двух с половиной лет;
Микроспутник может выполнять
серьёзные научные задачи;
Разработаны многочисленные
учебно-методические материалы;
Сформировалось
университетское сообщество, способное
разрабатывать совместные научнообразовательные программы
Татьяна - 2
Цель научной программы проекта :
Исследование вспышек
электромагнитного излучения в верхней
атмосфере Земли (TLE – Transient Light Events), с
помощью аппаратуры, регистрирующей
энергетические и пространственновременные характеристики вспышки
Татьяна-2
Комплекс детекторов:
1. Детектор УФ и
красного излучения.
2. Детектор заряженных
частиц с эфф.
площадью
400 cм2.
3. MTEL короткофокусный УФ
телескоп, покрывающий
область атмосферы
160×160 км с
разрешением 20 км.
4. MTEL длиннофокусный УФ
телескоп, покрывающий
область атмосферы
56×56 км с
В новых проектах для наблюдений транзиентных световых явлений в атмосфере
Земли будут применены новые ультрафиолетовые телескопы
с адаптивной оптикой
Распределение вспышек на карте Земли. Данные
спутника «Университетский-Татьяна».
Перспективные проекты
НИИЯФ МГУ
2011 - 2014гг.
НУКЛОН (ОКР в программе Роскосмоса)
ТУС
(ОКР в программе Роскосмоса)
РЭЛЕК (ОКР в программе Роскосмоса)
ИНТЕРГЕЛИОЗОНД
ЛОМОНОСОВ
«Ломоносов»
«Ломоносов»
Научные задачи
1. Наблюдение космических лучей
сверхвысоких энергий
2. одновременные наблюдения гамма-всплесков
в оптикеи гамма-лучах
Исследование источников и механизмов ускорения
«Ломоносов»
Satellite
UV-collector
Primary particle
~10*19 - 10 *20 эВ
TUS field of vision
Atmosphere
Fluorescent emission
Nmax
The Earth's surface
Secondary
electrons
Cherenkov emission
Experimental facility TUS on-board
«Lomonosov»
Total mirror area – 1,68 m2
Altitude H=550km
Covered surface – 5000
Active life period – 5
Lower energy limit -
km2
years
5.1019 eV
«Lomonosov»
Scientific missions
2. Studies of transient phenomena
in the Earth's upper atmosphere
TUS facility will be used for
transients’ studies within UV-range
«Lomonosov»
Scientific missions
3. Simultaneous studies of gamma-bursts
by means of optic cameras and gamma-detectors
Central engine ?
Prompt radiation
Relativistic jetджет
Релятивистский
AGN
Black hole
Черная
дыра
Accretive discдиск
Аккреционный
ОБЩИЙ ВИД КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
«МИХАЙЛО ЛОМОНОСОВ»
Комплекс целевой
аппаратуры
Унифицированная
космическая
платформа
ТУС (ТрековаяУСтановка)
Задача – наблюдение частиц
сверх- и ультравысоких энергий (до
20 Дж на частицу!) с помощью
орбитального детектора, как
альтернатива (или дополнение!)
гигантским наземным установкам
по регистрации ШАЛ
TUS Mission
Satellite scientific payload:
mass 60 kg,
electric power 60 Wt,
orientation to nadir ±3º
mirror-concentrator area 2 m2
Main goal is detection of Extreme Energy Cosmic Rays. For this goal
a large mirror-concentrator is needed. Pixels cover 4000 km2 of the
atmosphere (orbit height 450 km). For detection of TLE a pinhole
camera is incorporated.
Глобальная цель – поиски природного
«ускорителя», разгоняющего частицы до
энергий в миллионы раз больших чем на
земных ускорителях.
Аппаратура – сегментированное зеркало
диаметром 1,8 м с матрицей
малоинерционных фотоумножителей в
фокусе.
Исполнители:
ЦСКБ «Прогресс», НИИЯФ МГУ,
«Космическая регата», ОИЯИ (Дубна)
Первый образец составного зеркала, работающего по принципу
Френеля, подготовлен для детектора ТУС.
Образец одного сегмента зеркала
В проекте ТУС-М предлагается создать орбитальный флуоресцентный
детектор космических лучей ультравысоких энергий (Е>1019 эВ) на борту
МКС. По своей эффективной «экспозиции» такой детектор эквивалентен
наземной установке Оже, создаваемой в Аргентине.
Площадь зеркала 10м2
Фотоприемник 2500ФЭУ
Размер ячейки 15мм
Масса детектора 170 Кг
Потребляемая энергия <200 вт
Для детектора ТУС-М разрабатывается составное зеркалоконцентратор. В транспортном положении зеркало (и
фотоприемник) должны поместиться в корабле «Прогресс».
В рабочем положении
зеркало разворачивается
до площади 10 кв. метров.
BDRG + SHOK
X-ray, Gamma measurements,
for GRB’s
Trigger formation for GRB.
measurements
Parameters:
Total mass: 30±5 kg;
Power cons: up to 70 W
Telemetry: up to 9 Gb/day
SINP/ MSU, GAISh/MSU
Optical cameras
UFFO
Ultra Fast Flash Observatory
Trigger Telescope
UFFO Burst Alert &
Goals:
-GRB observations in UV, Gamma & X-ray, trigger formation.
Parameters:
Dimensions: 600х600х200 mm;
Power cons: 20 W;
Mass: 20±3 кг;
Telemetry: 100 Mb/day
EWHA Womans Univ. (Korea), Danmark; UCB,USA; Norway; Spain; SINP /MSU
DEPRON
Goals:
- Charged particles fluxes measurements;
- Radiation monitoring .
Parameters:
Dimensions: 220х150х70 mm;
Mass: 4±5 kg;
Power cons: 5 W;
Telemetry: 10 Mb/day
SINP/MSU
ELFIN-L
Goals:
- Magnetic field measurements;
- Charged particles fluxes measurements
Parameters:
Dimensions:200х100х720 mm.
Mass: 3±1 kg;
Telemetry: 10 Mb/day;
Power cons: 5 W
UCLA, USA; SINP/MSU, Russia
BI
Information Unit
BI tusks:
- control of scientific payload power;
- control of scientific payload instruments operation;
- On-line data processing;
- Formation of telemetric frame of scientific data;
- GRB trigger generation and alert of event
parameters:
power: 30±3 W; mass: 10±2 kg;
informativity: 40 Мb/day
Collaboration : MSU
Ближний космос – неисчерпаемая
естественная лаборатория
различных физических процессов






Электродинамика
Физика плазмы
Статистическая физика
Волновые процессы и оптика
Механика
Атомная и ядерная физика
Университетский микроспутник –
летающая учебная лаборатория
в которой студент любого вуза может выполнить задачу
естественнонаучного практикума или при
надлежащей подготовке курсовую и дипломную
работу.
На сегодняшний день защищено около 30 дипломных
работ в Московском, Ульяновском, Костромском и
Волгоградском университетах по результатам полёта
«Университетского-Татьяны»
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ М.В.ЛОМОНОСОВА
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ
ИМЕНИ Д.В.СКОБЕЛЬЦЫНА
КОСМИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ
Первое издание
Москва
2005
2-е издание
«Космического практикума»
рекомендовано в качестве
учебного пособия для студентов ВУЗов,
обучающихся по специальности
«Физика»
и передано в большинство
классических университетов России
Общая часть
 Магнитосфера
и радиационные
пояса Земли
 Научная аппаратура ИСЗ
«Университетский-Татьяна»
 Космофизические данные в
Интернете
Задачи практикума
Наблюдение радиационных поясов Земли
Динамика потоков частиц во время магнитных бурь
Солнечные космические лучи
Солнечный ветер в гелиосфере
Внутренний радиационный пояс и потоки
захваченных частиц в области Южно-Атлантической
аномалии
Полярные сияния и свечение ночной атмосферы
Земли
Вариации плотности атмосферы на орбите ИСЗ и
разбухание атмосферы во время периодов
солнечной активности
Прикладной космический практикум
Носители, запуски, орбиты
 Проекции орбит ИСЗ на карту Земли
 Радиационные условия на различных
орбитах
 Движение ИСЗ в верхней атмосфере
 Использование служебной телеметрии в
образовательных целях

Ежегодные школы-семинары
«Космос и образование»
для
студентов и преподавателей
России и СНГ
Ульяновск - 2004, 2005, 2006, 2007
5-я школа
«Космос и образование»
Ульяновск,
20-25 октября 2008г.
Тема:
Участие студентов и преподавателей
в перспективных космических проектах
UNIVERSAT-2009
“University Satellites
in Space Education”
International Conference
May 25-31, 2009
Moscow State University,
Moscow, Russia
cosmos.msu.ru/universat2009
Надеемся на
дальнейшее
сотрудничество !