«Проект Интергелиозонд. Труды рабочего совещания» Механика, управление и информатика, № 6, с. 2 (2012)

Этот номер журнала выходит в форме книги. Рабочее совещание по проекту Интергелиозонд состоялось с 11 по 13 мая 2011 г. в Тарусе, Россия, на базе Специального конструкторского бюро Института космических исследований РАН (СКБ ИКИ РАН). В совещании приняло участие около 40 специалистов из научно-исследовательских институтов – участников проекта Интергелиозонд. На совещании были заслушаны доклады руководителей экспериментов, которые предложены для реализации на борту космического аппарата «Интергелиозонд», предназначенного для исследования внутренней гелиосферы и Солнца с близких расстояний и из внеэклиптических положений. Настоящий сборник содержит статьи, в которых дается краткое описание научных экспериментов в проекте Интергелиозонд.

Кузнецов В.Д. «Научные задачи проекта Интергелиозонд» Механика, управление и информатика, № 6, с. 5-14 (2012)

Проект Интергелиозонд предназначен для исследований внутренней гелиосферы и Солнца с близких расстояний и из внеэклиптических положений на гелиоцентрических орбитах. Дается описание актуальности, основных научных целей и задач проекта, предварительного состава комплекса научной аппаратуры, баллистического сценария и рабочих орбит космического аппарата. Обсуждаются возможные варианты кооперации с другими солнечно-гелиосферными космическими миссиями.

Обридко В.Н., Кожеватов И.Е., Руденчик Е.А. «Многофункциональный оптический телескоп "Тахомаг". Наземный прототип» Механика, управление и информатика, № 6, с. 15-20 (2012)

Представлен спектромагнитограф ИЗМИРАН – наземный прототип «Тахомаг», входящего в состав комплекса научной аппаратуры космической миссии Интергелиозонд. Уникальная особенность прототипа при его использовании и в космическом варианте – новый параллельный тип анализатора поляризации. Он обеспечивает параллельные (одновременные) измерения шести поляризационных компонентов спектральных линий и получение полного вектора Стокса магнитного поля одновременно в двух солнечных магнитоактивных линиях с точностью 4 Гс по продольному полю и 150 Гс по поперечному. В статье описана схема и принцип работы анализатора поляризации. Приведено сравнение данных измерений параметров Стокса, выполненных на спектромагнитографе ИЗМИРАН и на поляриметре HINODE. Затронуты вопросы калибровки поляризации.

Обридко В.Н., Кожеватов И.Е., Руденчик Е.А., Куликова Е.Х., Кузнецов В.Д. «Многофункциональный оптический телескоп "Тахомаг". Общее описание» Механика, управление и информатика, № 6, с. 21-26 (2012)

Представлен многофункциональный оптический телескоп «Тахомаг», создаваемый в рамках проекта Интергелиозонд. Он содержит спектромагнитограф для прямых измерений полного вектора магнитного поля в солнечной фотосфере с близких к Солнцу расстояний (∼60 солнечных радиусов) с высоким пространственным и спектральным разрешением. С помощью «Тахомаг» предполагается провести исследование тонкой структуры солнечной атмосферы в различных спектральных линиях и поляризациях; исследование характеристик магнитного поля солнечной фотосферы от низких до высоких эклиптических широт; исследование магнитных полей в приполярных областях Солнца. Даны предварительная оптическая схема «Тахомаг» и его предполагаемые характеристики.

Кузин С.В., Богачев С.А., Шестов С.В., Перцов А.А., Ульянов А.С., Рева А.А., Кириченко А., Зимовец И.В., Кузнецов В.Д. «Комплекс изображающих инструментов проекта Интергелиозонд» Механика, управление и информатика, № 6, с. 27-35 (2012)

Представляется комплекс изображающих инструментов рентгеновского и оптического диапазона для исследования короны Солнца, создаваемый в рамках проекта Интергелиозонд. В состав комплекса входят рентгеновский телескоп-спектрометр «Соренто», телескоп вакуумного ультрафиолетового диапазона «Трек», оптический коронограф «Ока» и гелиосферный широкопольный телескоп «Гелиосфера». Комплекс предназначен для исследования различных проявлений солнечной активности как связанных процессов. Поля зрения приборов перенакладываются, что позволяет исследовать развитие отдельного явления от его зарождения в переходном слое или нижней короне до расстояния в несколько десятков солнечных радиусов над поверхностью. Управление комплексом осуществляется единым компьютером, что позволяет оптимизировать программы наблюдений. В статье представлены научные задачи комплекса и его характеристики.

Кириченко А., Зимовец И.В., Богачев С.А., Кузин С.В. «Солнечный рентгеновский телескоп "Соренто" для проекта Интергелиозонд» Механика, управление и информатика, № 6, с. 36-46 (2012)

«Соренто» – это рентгеновский телескоп, предназначенный для построения изображений Солнца в диапазоне энергий 5–100 кэВ с высоким пространственным и энергетическим разрешением, близким к рекордному. Телескоп входит в состав научной аппаратуры космической обсерватории «Интергелиозонд», благодаря чему впервые в мире станет возможным выполнять изображающие наблюдения Солнца с близких гелиоцентрических орбит и за пределами плоскости эклиптики. Основной научной задачей «Соренто» будет получение высокоточной пространственной информации о положении и структуре источников жесткого рентгеновского излучения в атмосфере Солнца, измерение их спектров и получение фотометрической информации о потоках солнечного излучения в диапазоне 5–100 кэВ.

Лебедев Н.И., Жугжда Ю.Д., Кузнецов В.Д., Болдырев С.И. «Фотометрические наблюдения флуктуаций излучения солнца в эксперименте ФОТОСКОП» Механика, управление и информатика, № 6, с. 47-51 (2012)

Наблюдения флуктуаций солнечного излучения в широком спектральном диапазоне, от ультрафиолета до ближнего инфракрасного, имеют большое значение для решения научных задач в области гелиосейсмологии, изучения различных проявлений солнечной активности, определения связи вариаций потока солнечного излучения и изменения климата на Земле. Эксперимент ФОТОСКОП на борту космического аппарата (КА) «Интергелиозонд» предназначен для получения непрерывных, высокоточных данных об изменении потока солнечного излучения не менее чем в 160 точках спектра, в диапазоне от 300 до 1600 нм, в течение всего времени активного существования КА. Измерение потоков солнечного излучения на внеэклиптических участках орбиты «Интергелиозонда» позволит впервые определить величины этих потоков и их изменения для разных гелиоширот. Приведены основные измерительно-технические характеристики многоканального солнечного фотометра, описана конструкция прибора.

Сильвестр Я., Бакала Я., Подгорски П., Ковалиньски М., Кордылевски З., Гбурек С., Тржебиньски В., Кузнецов В.Д., Болдырев С.И. «"Хемикс" – солнечный брегговский спектрометр мягкого рентгеновского диапазона нового поколения» Механика, управление и информатика, № 6, с. 52-64 (2012)

Представлено краткое описание прибора «Хемикс» – солнечного брегговского телескопа-спектрометра мягкого рентгеновского диапазона высокого спектрального разрешения (ChemiX – Chemical composition from X-ray) для межпланетной миссии Интергелиозонд. На расстояниях от Солнца в 0,3 а. е. прибор будет наблюдать с очень высоким спектральным разрешением спектры излучения от вспышек и активных областей в солнечной короне. Анализ и интерпретация этих спектров, получаемых оперативно в спектральном диапазоне от 1,5 до 7 Å, позволят впервые исследовать основные физические характеристики вспышечной плазмы: объем плазмы с разными температурами; турбулентное и ламинарное движение плазмы; ионизацию и ионную температуру; вклад нетепловых электронов в поток излучения в линиях и в континууме; химический состав горячей корональной плазмы. Чувствительность спектрометра «Хемикс» будет в несколько раз выше, чем у его предшественника – спектрометра РЕСИК, который находился на борту спутника «КОРОНАС-Ф» (запущен в 2001 г.). Измерения спектрометра «Хемикс» будут иметь более высокое спектральное разрешение, что позволит определять абсолютное (по отношению к водороду) содержание химических элементов в солнечной короне с атомными номерами между 12 и 30 (Mg-Cu). Для многих химических элементов точность их определения будет превышать полученную по фотосферным измерениям на основе спектров видимого и инфракрасного диапазонов.

Гляненко А.С., Котов Ю.Д., Юров В.Н., Лупарь Е.Э., Трофимов Ю.А., Рубцов И.В., Жучкова Е.А., Кочемасов А.В. «Прецизионная спектрометрия мягкого и жесткого рентгеновского излучения солнца прибором ПИНГ-М в проекте Интергелиозонд» Механика, управление и информатика, № 6, с. 65-75 (2012)

Обсуждаются научные задачи эксперимента по прецизионной спектрометрии излучения солнечных вспышек в диапазонах мягкого (1,5–25 кэВ) и жесткого рентгеновского и гамма-излучения (25–2000 кэВ). Приведены описания и характеристики полупроводникового и сцинтилляционного спектрометров прибора ПИНГ-М для спутникового проекта Интергелиозонд.

Котов Ю.Д., Гляненко А.С., Юров В.Н., Жучкова Е.А., Умнова О.Н., Дергачев В.А., Круглов В.М., Матвеев Г.А., Лазутков В.П., Скородумов Д.В., Савченко М.И. «Поляриметрия жесткого рентгеновского излучения солнечных вспышек» Механика, управление и информатика, № 6, с. 76-87 (2012)

Дан анализ ожидаемой величины степени поляризации для различных моделей солнечных вспышек. Представлен принцип определения степени линейной поляризации рентгеновского излучения солнечных вспышек, основанный на восстановлении степени поляризации по азимутальной асимметрии комптоновского рассеяния. Сравниваются эффективные площади поляриметров RHESSI, СПР-Н («КОРОНАС-Ф») и «Пингвин-М» («КОРОНАС-Фотон»). Приведен обзор выполненных к настоящему времени результатов измерений поляризации жесткого рентгеновского излучения Солнца. Описана структура и характеристики поляриметра ПИНГ-П, предназначенного для проведения эксперимента на космическом аппарате (КА) «Интергелиозонд». Принцип построения прибора основан на анализе работ и опыта прибора «Пингвин-М» / «КОРОНАС-Фотон».

Улин С.Е., Гальпер А.М., Дмитренко В.В., Утешев З.М., Власик К.Ф., Грачев В.М., Новиков А.С., Архангельская И.В., Кривова К.В. «Исследование линейчатого гамма-излучения солнечных вспышек с высоким энергетическим разрешением в эксперименте сигнал» Механика, управление и информатика, № 6, с. 88-98 (2012)

Сформулированы основные цели и задачи эксперимента СИГНАЛ. Дано описание спектрометра, разработанного на основе ксенонового детектора, и приведены его основные физико-технические характеристики.

Уланов М.В., Аптекарь Р.Л., Голенецкий С.В., Мазец Е.П., Олейник Ф.П., Пальшин В.Д., Свинкин Д.С., Соколова З.Я., Фредерикс Д.Д. «Исследование жесткого рентгеновского и гамма-излучения солнечных вспышек и космических гамма-всплесков в эксперименте «Геликон-И» проекта Интергелиозонд» Механика, управление и информатика, № 6, с. 99-104 (2012)

Научная аппаратура (НА) «Геликон-И» комплекса научной аппаратуры проекта Интергелиозонд предназначена для исследования с высоким временным разрешением кривых блеска, энергетических спектров и быстрой спектральной переменности вспышек жесткого рентгеновского излучения Солнца и космических гамма-всплесков в широком энергетическом интервале 10 кэВ – 15 МэВ. Рассматриваются основные характеристики аппаратуры и требования к космическому аппарату и его бортовым системам, необходимые для обеспечения проведения эксперимента.

Амелюшкин А.М., Богомолов В.В., Веденькин Н.Н., Галкин В.И., Июдин А.Ф., Морозов О.В., Панасюк М.И., Свертилов С.И., Яшин И.В. «Исследование процессов образования и переноса в ближней и дальней гелиосфере солнечных космических лучей по измерениям электронов и ионов вблизи солнечной короны, а также спектров и поляризации нейтрального излучения, сопровождающего солнечные вспышки» Механика, управление и информатика, № 6, с. 105-131 (2012)

Обсуждаются проблемы получения не искаженной информации об источниках солнечных энергичных частиц (СЭЧ), процессах их (до)ускорения и переноса в гелиосфере. Констатируется важность проведения измерений спектров и питч-угловых распределений СЭЧ во внутренней гелиосфере. Обсуждается роль измерений нейтрального излучения, нейтронов и гамма-квантов от Солнца в получении информации о спектрах, временных профилях потоков первичных СЭЧ, а также о процессах их образования. В статье подчеркивается необходимость регистрации потоков нейтронов с энергиями порядка единиц и десятков МэВ, как от солнечных вспышек, так и от корональных выбросов, а также кривой блеска солнечной вспышки в гамма-излучении. В статье предлагаются варианты решения научных задач проекта Интергелиозонд в части регистрации нейтральной и заряженной компоненты СЭЧ, в том числе и путем создания научной аппаратуры адекватной по своим параметрам решаемым научным проблемам.

Веригин М.И., Ремизов А.П., Котова Г.А., Безруких В.В., Трухлик В., Хрушка Ф., Аустер Г.У., Гуикинг Л., Хильхенбах М. «Исследование солнечного ветра в эксперименте Гелион проекта Интергелиозонд» Механика, управление и информатика, № 6, с. 132-138 (2012)

Для постоянных и быстрых измерений детальных энергетических и угловых спектров ионов солнечного ветра и планетного происхождения в проекте Интергелиозонд предлагается установить на космический аппарат (КА) прибор «Гелион», который представляет собой электростатический анализатор сферического типа с отклоняющей дефлекторной системой, имеет небольшую массу, экономное энергопотребление и сможет надежно работать в условиях экстремальных тепловых потоков от Солнца.

Ковражкин Р.А., Владимирова Г.А., Глазунов А.Л., Сово Ж.А., Токавен Ж.Ж. «Измерения электронов солнечного ветра в проекте Интергелиозонд (эксперимент Гелиес)» Механика, управление и информатика, № 6, с. 139-143 (2012)

Приводится описание эксперимента Гелиес, предназначенного для измерения функций распределения электронов солнечного ветра и межпланетной плазмы с высоким угловым и энергетическим разрешением. Спектр электронов измеряется в диапазоне от ∼1 эВ до 5 кэВ. Энергетическое разрешение составляет ΔE/E=18%. В приборе используется четверть-сферический анализатор типа “top-hat”, перед которым устанавливаются электростатические дефлекторы, позволяющие собирать тепловые и сверхтепловые электроны в угловом секторе 360×120°. Прибор «Гелиес» может работать в разных режимах со скоростью передачи информации 0,3–3 кбит/с; масса прибора – 3 кг, потребление – 3 Вт.

Шахвердян Т.А., Вайсберг О.Л., Срама Р. «Изучение межпланетной и межзвездной пыли вблизи Солнца в миссии Интергелиозонд (детектор пыли ПИПЛС-А)» Механика, управление и информатика, № 6, с. 144-150 (2012)

Цель эксперимента – изучение пыли в Солнечной системе: химического состава, массы, зарядов частиц вблизи Солнца и их пространственного распределения. Прибор представляет собой пылевой телескоп, состоящий из измерителя траектории частиц и масс-анализатора.

Вайсберг О.Л., Койнаш Г.В., Моисеев П.П., Летуновский В.В., Тоньшев А.К., Подколзин С.Н., Шестаков А.Ю., Журавлев Р.Н., Шахвердян Т.А. «Изучение ионизационного состояния солнечного ветра в миссии Интергелиозонд (анализатор ионов ПИПЛС-Б)» Механика, управление и информатика, № 6, с. 151-155 (2012)

Представлен панорамный энерго-масс-анализатор ПИПЛС-Б для изучения ионизационного состояния солнечного ветра. За основу взята электронно- оптическая схема прибора ДИ-АРИЕС. Планируется модификация оптической схемы для выполнения поставленных научных задач в проекте Интергелиозонд.

Скальский А.А., Застенкер Г.Н., Бородкова Н.Л., Ануфрейчик К.В., Добровольский И.А., Климов С.И., Петрукович А.А., Рыбьева Н.Е., Храпченков В.В., Немечек З., Шафранкова Я., Прех Л. «Исследование межпланетной среды на космическом аппарате "Интергелиозонд" с помощью волнового эксперимента ИМВЭ» Механика, управление и информатика, № 6, с. 156-168 (2012)

Основные задачи интегрированного магнитно-волнового эксперимента ИМВЭ – систематическое изучение пространственно-временной динамики мелкомасштабных и среднемасштабных структур межпланетной среды в ходе длительного полета космического аппарата (КА) «Интергелиозонд» от Земли в сторону Солнца, сравнительный анализ особенностей этих структур в зависимости от гелиошироты; исследование турбулентности межпланетной среды в области высоких частот, включая измерение флуктуаций различных параметров в мало изученном диапазоне 0,1–30 Гц; оценка таких аспектов флуктуаций как частотный спектр, перемежаемость, перераспределение энергии по спектру колебаний. Для проведения исследований разработан приборный комплекс ИМВЭ, включающий в себя датчик низкочастотного магнитного поля (ДНМП-И), датчики высокочастотного магнитного поля (ДВМП-И), датчики потока ионов (БМСВ–И) и модуль электроники. Эксперимент предназначен для измерения параметров межпланетного магнитного поля и плазмы солнечного ветра: магнитных полей и волн в диапазоне частот до 1 МГц; энергетических спектров потока ионов в диапазоне 0,2–4,0 кэВ; величины и направления переносной скорости потока протонов; температуры протонов и плотности плазмы, а также, при определенных условиях в солнечном ветре, содержания и параметров потока ионов гелия. Предполагается, что временное разрешение этих измерений составит от 0,5 до 1,5 с для энергетического спектра потока ионов, величин переносной скорости, ионной температуры и плотности плазмы и 30 мс для вектора магнитного поля, величины и двух углов прихода потока ионов.

Стяжкин В.А., Аустер Г.У., Магнец В. «Магнитный эксперимент Гелиомаг в проекте Интергелиозонд» Механика, управление и информатика, № 6, с. 169-177 (2012)

Магнитные измерения в проекте Интергелиозонд предлагается выполнять магнитометром «Гелиомаг». Основные научные задачи – исследование межпланетного магнитного поля с близких расстояний в окрестности Солнца. Магнитометр «Гелиомаг» – трехкомпонентный феррозондовый магнитометр, состоящий из блока электроники и двух датчиков. Прибор измеряет магнитное поле в диапазоне ±1000 нТ с чувствительностью 0,1 нТ и скоростью измерения от 0,5 до 64 векторов в секунду. Для уменьшения влияния теплового излучения Солнца на метрологические характеристики прибора разрабатываются меры его защиты. Датчики размещаются на выносной штанге в тени космического аппарата и покрываются собственным теплозащитным экраном. Электронный блок размещается на корпусе КА под общей теплоизоляцией.

Фомичев В.В., Чернов Г.П., Прутенский И.С., Кузнецов В.Д., Роткель Х., Моравский М. «Радиоизмерения в проекте Интергелиозонд (эксперимент РСД)» Механика, управление и информатика, № 6, с. 178-192 (2012)

Изложены основные задачи эксперимента Радиоспектрометр-Детектор (РСД), состояние вопроса и результаты предыдущих экспериментов по радиоизмерениям, выполненных на космических аппаратах (КА). Перечислены актуальные задачи нового эксперимента. Дано краткое описание технических характеристик планируемого радиоспектрометра.