Измерения токов натекания и квазистационарного электрического поля в приповерхностной зоне РС МКС в ионосфере Земли

Автор: Лисаков Юрий Васильевич, Лапшинова Ольга Викторовна, Пушкин Николай Моисеевич, Коношенко Виктор Петрович, Матвеев Николай Вячеславович, Яшина Любовь Сергеевна

Журнал: Космическая техника и технологии @ktt-energia

Рубрика: Инновационные технологии в аэрокосмической деятельности

Статья в выпуске: 4 (35), 2021 года.

Бесплатный доступ

Представлены результаты анализа электрофизических измерений, выполненных в космическом эксперименте «Импульс (1 этап)» на служебном модуле РС МКС. В эксперименте исследовались эффекты взаимодействия заряженной компоненты ионосферы с поверхностью крупногабаритного космического аппарата (МКС). Анализируются данные измерений квазипостоянного электрического поля и токов натекания, зарегистрированные датчиками вибрационного типа и плоскими зондами приборов комплекса контроля электрофизических параметров, разработанного НПО ИТ. На служебном модуле было установлено два комплекта датчиков с направлением углов «зрения» в надир (к Земле) и в «спутный след» (против вектора скорости МКС). Анализировались общие закономерности измерений в зависимости от солнечно -теневой обстановки на орбите МКС и текущей геофизической динамики ионосферы. Данные измерений токов натекания и квазипостоянных электрических полей были получены в более чем 170 телеметрических сеансах общей продолжительностью более 11000 ч с дискретностью 1 с и привязкой времени UT к каждой точке опроса. Данные измерений, а также геофизические и орбитальные данные, были собраны в электронный альбом. Показано, что представленные измерения коррелируют с временем пересечения МКС границ известных геофизических структур: полуденного и полуночного меридианов, Главного ионосферного провала, Границ диффузных вторжений, Экваториальной геомагнитной аномалии. Авторы приходят к выводу, что, несмотря на специфику МКС (сверхбольшие размеры станции, сложнейшая пространственная конфигурация, непрерывное функционирование бортового комплекса систем обеспечения и комплекса научных приборов), подобные измерения вполне пригодны для мониторинговых исследований некоторых особенностей ионосферы на уровне слоя F2 с временным масштабом от 1 с до нескольких часов и могут быть использованы для более детального изучения геофизических структур и связанных с ними эффектов в ионосфере. Также полученные результаты могут быть использованы для анализа возмущений электромагнитной обстановки вблизи поверхности РС МКС при контроле потенциалов и токов натекания на поверхность МКС.

Еще

Электрофизические измерения, датчики вибрационного типа, плоский зонд, электрические поля, токи натекания, геофизические структуры, ионосфера

Короткий адрес: https://readera.org/143178165

IDR: 143178165   |   DOI: 10.33950/spacetech-2308-7625-2021-4-5-21

Список литературы Измерения токов натекания и квазистационарного электрического поля в приповерхностной зоне РС МКС в ионосфере Земли

  • Пушкин Н.М., Медников Б.А., Машков А.С., Лапшинова О.В. Измерение фоновых электростатических и переменных электрических полей на внешней поверхности модуля «Квант» орбитальной станции «Мир» // Космические исследования. 1994. Т. 32. № 3. С. 140-142.
  • Пушкин Н.М., Медников Б.А., Гомилка Л.А., Лапшинова О.В., Антропов Н.Н. Динамика электрических полей в приповерхностной зоне КА при инжекции плазмы с борта орбитальной станции «Мир» // Космические исследования. 1997. Т. 35. № 4. С. 442-444.
  • Лисаков Ю.В., Климов С.И., Лапшинова О.В., Медников Б.А., Машков А.С., Пушкин Н.М. Флуктуации тока на плоские зонды прибора «Зонд-Заряд», установленного на орбитальном комплексе «Мир» // Космические исследования. 2003. Т. 41. № 3. С. 265-276.
  • Лисаков Ю.В., Климов С.И., Лапшинова О.В., Пушкин А.М., Машков А.С. Анализ измерений квазистационарных электрических полей в приповерхностной зоне орбитального комплекса «Мир» // Космические исследования. 2007. Т. 45. № 3. С. 270-273.
  • Лисаков Ю.В., Лапшинова О.В., Яковлев В.Н. Исследование эффектов инжекции плазмы с борта орбитального комплекса «Мир» // 4-я ежегодная конференция «Физика плазмы в солнечной системе», 16-20 февраля 2009 г. Сб. тезисов. М.: ИКИ РАН. С. 36-37.
  • Лисаков Ю.В., Ковалёв В.И., Лапшинова О.В., Пушкин Н.М., Ружин Ю.Я. Возможности исследований субавроральной ионосферы с помощью научных приборов, размещаемых на Российском сегменте МКС // I научная конференция «Базы данных, инструменты и информационные основы полярных геофизических исследований» (POLAR 2011), 24-26 мая 2011 г. Тезисы докл. Троицк: ИЗМИРАН. С. 27-28.
  • Лисаков Ю.В., Лапшинова О.В., Пушкин Н.М. Измерение токов натекания на плоские зонды в эксперименте «Импульс-1» на Российском сегменте МКС // 7-я ежегодная конференция «Физика плазмы в солнечной системе», 6-10 февраля 2012 г. Сб. тезисов. М.: ИКИ РАН. 83 с.
  • Лисаков Ю.В., Лапшинова О.В., Пушкин Н.М., Матвеев Н.В. Измерения токов натекания и квазипостоянного электрического поля в экваториальной аномалии // 8-я ежегодная конференция «Физика плазмы в солнечной системе», 4-8 февраля 2013 г. Сб. тезисов. М.: ИКИ РАН. 80 с.
  • Имянитов И.М. Приборы и методы для изучения электричества атмосферы. М.: Гос. изд-во технико-теоретической лит-ры, 1957. 483 с.
  • Гдалевич Г.Л. Развитие зондовых методов исследования ионосферной плазмы и результаты их применения: дисс. доктора физ.-мат. наук: 01.04.12. Москва, 1983. 316 с.
  • Guselnikov V., Prokopiev U, Grafodatsky O. Primary flight data analysis of spacecraft charging from DIERA patrol system at «Express-11» and «Gals-12» Russian satellite // In: Workshop on Space Weather, 11-13 November 1998, ESTEC, Noordwijk, The Netherlands. ESA, 1999, p. 253-256.
  • Орбитальные баллистические данные движения МКС. Режим доступа: https://www.space-track.org/basicspacedata/ query/class/tle_latest/ ORDINAL / 1/ NORAD_CAT_ ID/25544/orderby/TLE_ LINE1 ASC/format/tle (дата обращения 28.06.2021 г.).
  • Galperin Yu.I., Zinin L.V. Reference geophisical information CADR-4. Version 3.0, August 1995.
  • Гальперин Ю.И, Кранье Ж., Лисаков Ю.В., Николаенко Л.М., Си-ницын В.А., Сово Ж.-А., Халипов В.Л. Диффузная авроральная зона I. Модель экваториальной границы диффузной зоны вторжения авроральных электронов в вечернем и околополуночном секторах // Космические исследования. 1977. Т. XV. № 3. С. 421-434.
  • Халипов В.Л., Гальперин Ю.И, Лисаков Ю.В., Кранье Ж., Николаенко Л.М., Синицын В.А., Сово Ж.-А. Диффузная авроральная зона II. Формирование и динамика полярного края субаврорального ионосферного провала в вечернем секторе // Космические исследования. 1977. Т. XV. № 5. С. 708-723.
  • Данные по магнитному полю Земли (Bx, By, Bz). Режим доступа: https://cdaweb.gsfc.nasa.gov/sp_phys/ (дата обращения 28.06.2021 г.).
  • Данные по индексу Кр (Kp-index). Режим доступа: http://www.theusner.eu/ terra/aurora/kp.php (дата обращения 28.06.2021 г.).
  • Ратклифф Дж. Введение в физику ионосферы и магнитосферы. М.: Мир, 1975. 294 с.
  • Joseph I. Minow, Victoria Coffey, Kenneth Wright, Paul Craven1, Steven Koontz Opportunities for Utilizing the International Space Station for Studies of F2- Region Plasma Science and High Voltage Solar Array Interactions with the Plasma Environment // Abstract to be submitted to Air Force Orbital Resources Ionosphere Conference Dayton, OH, 12-14 January 2010.
Еще
Статья научная