Геофизические эксперименты и исследования на Российском сегменте МКС

Эксперимент "Микроспутник"

Цель:

• Отработка технологии выведения сверхмалого космического аппарата (массой до 50 кг) с транспортного грузового корабля (ТГК) типа "Прогресс" при помощи транспортно-пускового контейнера, закрепляемого операторами на шпангоуте стыковочного агрегата (СтА).
• Комплексные исследования физических процессов при атмосферных грозовых разрядах на базе микроспутника "Чибис-М".

Задачи:

• Проверка заложенных в конструкцию транспортно-пускового контейнера (ТПК) технических решений по доставке и отделению микроспутника (МС) от ТГК "Прогресс".
• Проверка технологических решений, связанных с проведением испытаний ТПК и МС, а также подготовительных и монтажных работ, связанных с доставкой МС на МКС.
• Отработка методики проведения работ с ТПК и МС в период подготовки и проведения космического эксперимента на борту ТГК и РС МКС.
• Отработка технологии поднятия и выведения МС на более высокую ~ 500 км орбиту с помощью ТГК "Прогресс".
• Реализация безопасной баллистической схемы при отделении МС "Чибис-М" от ТГК "Прогресс".
• Проведение комплексных исследований атмосферных грозовых разрядов по программе автономного полета микроспутника "Чибис-М".

Габаритно-массовые характеристики МС "Чибис-М"

Масса	- до 40 кг
Габариты в сложенном состоянии	- шестиугольная призма с габаритами: 370 мм (описанный диаметр), 540 мм (длина)
Габариты в раскрытом состоянии (антенны и солнечные батареи)	- 1360 мм (описанный диаметр), 840 мм (длина)
Габариты в раскрытом состоянии с учетом гравитационного стабилизатора	- 1360 мм (описанный диаметр), 2800 мм (длина)

Используемая научная аппаратура:

Комплекс научной аппаратуры "Гроза", входящий в состав микроспутника, в ходе проведения измерений на орбите решает следующие научные задачи по изучению:

1. ступенчатого лидера высотных молний;
2. высотного распределения межоблачных разрядов;
3. узких биполярных радио-импульсов (NBP);
4. всплесков УФ излучения;
5. фона радиоизлучений;
6. электромагнитных параметров космической погоды.

Комплекс научной аппаратуры "Гроза", включает в себя:

• Рентген-гамма детектор РГД (50 - 500 Кэв)
  для регистрации спорадических возрастаний (всплесков) жесткого рентгеновского и гамма-излучения высотных атмосферных разрядов.
• Ультрафиолетовый детектор ДУФ (300 - 450 нм)
  для регистрации вспышек ультрафиолетового и красного излучения высотных атмосферных разрядов.
• Радиочастотный анализатор РЧА (20-50 МГц)
  для осуществления приема радиочастотных сигналов в полосе частот 26-48 МГц.
• Камера оптического диапазона ЦФК (пространственное разрешение 300 м)
  для фиксации факта молнии и проекции грозового разряда на облаках; привязки центра разряда к системе координат аппаратуры ЦФК.
• Блок накопления данных БНД-Ч
  для обеспечения командно-информационной связи аппаратуры "Гроза" с бортовым комплексом управления.
• Передатчик научной информации
  для осуществления сброса научной информации.
• Магнитно-волновой комплекс МВК (0,1 - 40 кГц)
  для измерения электромагнитных параметров "космической погоды".

Используемое оборудование:

• Микроспутник "Чибис-М", с установленным на нем комплексом научной аппаратуры "Гроза".
  
• Транспортно-пусковой контейнер (ТПК),
  предназначенный для доставки МС (в транспортном положении) в грузовом отсеке корабля и для запуска МС после установки ТПК в рабочее положение на шпангоуте стыковочного агрегата.
• Соединительный кабель,
  предназначенный для связи транспортно-пускового контейнера с блоком силовой коммутации корабля, который должен подать команду на спуск механизма зачековки для отделения МС от ТПК.

Проведение эксперимента:

Микроспутник "Чибис-М", закрепленный в ТПК, в составе ТГК "Прогресс М-13М" доставляется на РС МКС.
Перед расстыковкой, после укладки удаляемых грузов, ТПК с МС переводится из транспортного в рабочее положение:

• демонтируется стыковочный механизм СтА ТГК;
• к ТПК подключается кабель подачи питания на электроспуск и заряд буферных химических батарей МС;
• ТПК закрепляется на шпангоуте стыковочного агрегата, просвет между ТПК и шпангоутом СтА закрывается защитным экраном, при этом крышка переходного люка со стороны ТГК остается открытой.

После расстыковки ТГК с РС МКС и проведения маневров расхождения с МКС проводится построение ориентации относительно ОСК для отделения МС. Непосредственно после расстыковки ТГК с РС МКС начинается процесс заряда буферных химических батарей по команде с Земли.
Отделение МС "Чибис" от ТГК "Прогресс-М" проводится по команде с Земли.
Процесс отделения ТГК с установленным ТПК от РС МКС и отделение МС от ТГК зафиксируется фото-видеосъемкой.
Микроспутник в дальнейшем выполняет свой полет полностью автономно без взаимодействия с МКС, ТГК и управляется с помощью специализированного НКУ из г. Калуги.
Проведение подготовки и запуска микроспутника осуществляется из ЦУП-М.

Ожидаемые результаты:

Детальное изучение физических механизмов электрических разрядов в атмосфере в самом широком диапазоне энергий - от радио- до гамма-излучения.
Разработка новых методов экспериментальных исследований Земли и околоземного космического пространства с использованием достижений физического приборостроения, микроэлектроники и микромеханики для реализации их на микроспутниковых платформах (МП).
Разработка методов внедрения современных конструкторско-технологических решений в процесс создания конструкций и систем МП.
Анализ и разработка методов управления бортовыми системами микро- и нано- космических платформ в целях обеспечения высоких требований по их ориентации и стабилизации, предъявляемых экспериментами.

Результаты эксперимента:

• Фотоинформация размещения ТПК с микроспутником "Чибис-М" на шпангоуте стыковочного агрегата корабля "Прогресс".
• Видеоинформация процесса отделения микроспутника "Чибис-М" от ТГК "Прогресс".
• Научная информация параметров электромагнитной обстановки на микроспутнике в полете, регистрируемая комплексом научной аппаратуры "Гроза".