Основные параметры модуля Квант таковы:
| Масса, кг |
11050 |
| Длина, м |
5.8
|
| Максимальный диаметр, м |
4.15
|
| Объем, находящийся под атмосферным давлением, куб. м |
40
|
| Площадь солнечных батарей, кв. м |
1
|
| Выходная мощность, кВт |
6
|
Модуль Квант-1 разделяется на два отдела: лабораторию, заполненную
воздухом, и оборудование, помещeнное в негерметичном безвоздушном пространстве.
Лабораторное помещение, в свою очередь, делится на отсек для приборов и
на жилой отсек, которые разделены внутренней перегородкой. Лабораторный
отсек соединeн с помещениями станции через шлюзовую камеру. В отделе, не
запоненном воздухом, расположены стабилизаторы напряжения. Космонавт может
контролировать наблюдения из помещения внутри модуля, заполненного воздухом
при атмосферном давлении. Этот 11-тонный модуль содержит астрофизические
инструменты, систему поддержания жизнеобеспечения и оборудование контроля
за высотой. Квант также позволяет проводить биотехнологические эксперименты
в области ативирусных препаратов и фракций.
Модуль "Квант" в разрезе.
Комплекс научной аппаратуры обсерватории "Рентген" управляется командами
с Земли, однако режим работы научных приборов определяется особенностями
функционирования станции "Мир". Околоземная орбита станции является низкоапогейной
(высота над земной поверхностью около 400 км) и практически круговой, с
периодом обращения 92 минуты. Плоскость орбиты наклонена к экватору примерно
на 52њ, поэтому дважды за период станция проходит через радиационные пояса
- высокоширотные области, где магнитным полем Земли удерживаются заряженные
частицы с энергиями, достаточными для регистрации чувствительными детекторами
приборов обсерватории. Из-за создаваемого ими высокого фона во время прохождения
радиационных поясов комплекс научных приборов всегда отключается.
Другой особенностью является жесткое соединение модуля "Квант" с остальными
блоками комплекса "Мир" (астрофизические приборы модуля направлены в сторону
оси -Y). Поэтому наведение научных приборов на источники космического излучения
осуществляется путем разворота всей станции, как правило, с помощью электромеханических
гиродинов (гироскопов). Однако сама станция должна быть определенным образом
ориентирована по отношению к Солнцу (обычно поддерживается положение осью
-X в сторону Солнца, иногда - осью +X), иначе снизится выработка энергии
солнечными батареями. Кроме того, развороты станции на большие углы приводят
к нерациональному расходу рабочего тела, особенно в последние годы, когда
пристыкованные к станции модули придали ей значительные моменты инерции
из-за 10-метровой длины при кресто-образной конфигурации.
Поэтому, с годами, по мере пополнения станции новыми модулями, условия
наблюдений усложнились, и теперь в каждый момент времени наблюдениям доступна
только полоса небесной сферы шириной 20o
вдоль плоскости орбиты станции - такое ограничение накладывает ориентация
солнечных батарей (из этой полосы нужно еще исключить полусферу, занятую
Землей, и область вокруг Солнца). Плоскость орбиты прецессирует с периодом
2.5 месяца, и в целом недоступными для приборов обсерватории остаются только
области вокруг северного и южного полюсов мира.
В результате продолжительность одного сеанса наблюдений обсерватории
"Рентген" составляет от 14 до 26 минут, а за сутки организуются один или
несколько сеансов, причем во втором случае они следуют с интервалом около
90 минут (на соседних витках) с наведением на один и тот же источник.
В марте 1988 г. вышел из строя звездный датчик телескопа ТТМ,
в результате чего перестала поступать информация о наведении астрофизических
приборов во время наблюдений. Однако на работу обсерватории эта поломка
существенно не повлияла, так как проблему с наведением удалось решить без
замены датчика. Поскольку все четыре прибора жестко связаны между собой,
то эффективность спектрометров ГЕКСЕ, ПУЛЬСАР Х-1 и ГСПС стали вычислять
по расположению источника в поле зрения телескопа ТТМ. Математическое обеспечение
для построения изображения и спектров этого прибора подготовили молодые
ученые, ныне доктора физ.-мат. наук М.Р.Гильфанрв и Е.М.Чуразов. После
запуска спутника "Гранат" в декабре 1989 года эстафету успешной работы
с прибором ТТМ приняли К.Н. Бороздин (ныне - канд. физ.-мат. наук) и его
группа. Совместная работа "Граната" и "Кванта" позволила существенно повысить
эффективность астрофизических исследований, поскольку научные задачи обеих
миссий определялись отделом Астрофизики высоких энергий.
В ноябре 1989 г. работа модуля "Квант" была временно прервана на период
изменения конфигурации станции "Мир", когда к ней с интервалом в полгода
были последовательно подстыкованы два дополнительных модуля: "Квант-2"
и "Кристалл". С конца 1990 г. регулярные наблюдения обсерватории "Рентген"
были возобновлены, однако ввиду увеличения объема работ на станции и более
жестких ограничений на ее ориентацию среднегодовое количество сеансов после
1990 г. значительно сократилось и более 2 сеансов подряд не проводилось,
тогда как в 1988 - 1989 годах за сутки иногда организовывалось до 8-10
сеансов.
С 1995 года начались работы по переработке программного обеспечения
проекта. До этого времени наземная обработка научных данных обсерватории
"Рентген" производилась в ИКИ РАН на общеинститутской ЭВМ ЕС-1065. Исторически
сложилось так, что она состояла из двух этапов: первичной (выделение из
"сырой" телеметрии модуля научных данных по отдельным приборам и их очистка)
и вторичной (обработка и анализ собственно научных данных). Первичной обработкой
занимался отдел Р.Р.Назирова (в последние годы основную работу в этом направлении
выполняла А.Н.Ананенкова), а вторичной - группы по отдельным приборам из
отдела Астрофизики Высоких Энергий. Однако к 1995 году назрела необходимость
перехода на более современную, надежную и производительную вычислительную
технику - рабочие станции SUN-Sparc. За сравнительно короткий срок архив
научных данных проекта был скопирован с магнитных лент на жесткие носители.
Программное обеспечение для вторичной обработки данных было написано на
языке ФОРТРАН-77, поэтому его перенос в новую операционную среду потребовал
только незначительной коррекции и также не занял слишком много времени.
Однако часть программ для первичной обработки была на языке PL и по
разным причинам переносу не подлежала. Это привело к тому, что к 1998 г.
первичная обработка новых сеансов стала невозможна. Наконец, осенью 1998
г. Н.Александровичем был заново создан блок, обрабатывающий "сырую" телеметрическую
информацию, поступающую с модуля КВАНТ, и производящий разделение первичной
информации по различным приборам, предварительную очистку и сортировку
научных данных. С этого времени весь цикл обработки данных с обсерватории
РЕНТГЕН проводится в отделе Астрофизики Высоких Энергий на современной
компьютерной базе - IBM-PC и рабочих станциях SUN-Sparc. Проведенная модернизация
позволила существенно увеличить оперативность обработки поступающих научных
данных.
Астрофизические
приборы модуля "Квант"
Важнейшие
результаты, полученные приборами обсерватории "Рентген"
Список
публикаций по данным обсерватории "Рентген"
