Проект "Ионозонд". Спутники "Ионосфера-М"

[vika vorobyeva]

В ночь с 4 на 5 ноября состоится запуск двух аппаратов миссии ИОНОЗОНД "Ионосфера-М". Почему-то на форуме об этом ни слова (или я не нашла соответствующую тему)

Ракета «Союз-2.1б» с двумя гелиогеофизическими спутниками «Ионосфера-М» вывезена на стартовый комплекс Восточного: https://www.roscosmos.ru/40919/

Пуск ракеты-носителя «Союз-2.1б» с разгонным блоком «Фрегат», космическими аппаратами «Ионосфера-М» № 1 и № 2 и 53 российскими и зарубежными попутными малыми спутниками планируется 5 ноября в 02:18:40 по московскому времени.

О задачах и научной аппаратуре гелиогеофизических спутников «Ионосфера-М»: https://www.roscosmos.ru/41020/

Проект «Ионозонд» направлен на решение задач мониторинга околоземного космического пространства и фундаментальных исследований космической плазмы и волновых процессов в ней. В ходе проекта планируется создать космическую группировку из четырёх спутников «Ионосфера-М» и одного спутника «Зонд-М».
Спутники «Ионосфера-М» изготавливаются в ходе Федеральной космической программы 2016–2025 годов и будут запущены попарно на солнечно-синхронные орбиты: в 2024 году — аппараты № 1 и № 2, в 2025 году — аппараты № 3 и № 4. Спутник «Зонд-М» будет изготовлен и запущен в рамках следующей Федеральной космической программы.
...

(кликните для показа/скрытия)

Комплекс приборов на спутниках «Ионосфера-М» предназначен для измерения параметров ионосферной плазмы, космической радиации и электромагнитных полей:

ЛАЭРТ — ионозонд для измерения вертикального распределения электронной концентрации ионосферной плазмы. Прибор имеет два основных режима работы. В пассивном режиме он работает как радиоспектрометр в диапазоне частот 100 кГц – 20 МГц. В активном режиме — как ионосферный локатор в том же диапазоне частот. Прибор разработан и изготовлен ВНИИЭМ.
ПЭС — приёмник сигналов навигационных спутников GPS/ГЛОНАСС для определения характеристик ионосферы радиозатменным методом. Прибор изготовлен Институтом земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн имени Н. В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН).
МАЯК — передатчик когерентных радиосигналов на частотах 150 и 400 МГц. По принятым от прибора МАЯК сигналам на наземных станциях будет восстанавливаться распределение плотности ионосферных электронов методом низковысотной томографии. Прибор изготовлен ИЗМИРАН. Наземные станции для работы с прибором МАЯК Росгидромета курирует Институт прикладной геофизики имени академика Е.К. Фёдорова (ИПГ). Работа приёмных станций для исследовательских целей будет проводиться силами ИЗМИРАН, физического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Полярного геофизического института, Института солнечно-земной физики Сибирского отделения РАН и других организаций.
НВК с магнитным и электрическими датчиками — приёмник-анализатор электромагнитных волн в низкочастотном диапазоне до 20 кГц для измерения естественных излучений космической плазмы и сигналов искусственного происхождения от электросетей и наземных низкочастотных передатчиков. Магнитный датчик изготовлен Научно-исследовательским радиофизическим институтом Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского. Электрические датчики изготовлены Научно-производственным предприятием «Астрон-Электроника». Блок электроники НВК изготовлен ИЗМИРАН.
СПЭР/1 — спектрометр плазмы и энергичной радиации (ионов и электронов в диапазоне 0.05 кэВ – 100 МэВ), предназначенный для мониторинга плазмы, приходящей в ионосферу «сверху» — из магнитосферы. Прибор изготовлен Научно-исследовательским институтом ядерной физики имени Д.В. Скобельцына (НИИЯФ) МГУ.
ГАЛС/1 — спектрометр галактических космических лучей и магнитосферной радиации (электронов и протонов в диапазоне от 0.15 до 600 МэВ). Прибор изготовлен ИПГ.
СГ/1 — гамма-спектрометр в диапазоне энергий 20 кэВ – 10 МэВ. Прибор изготовлен НИИЯФ МГУ.
БКУСНИ — блок для управления работой приборов комплекса целевой аппаратуры, сбора результатов измерений, трансляции потока информации в телеметрическую систему для передачи на Землю. Прибор изготовлен ИКИ РАН.

Одновременно с наблюдениями спутников «Ионосфера-М» планируются и измерения плотности плазмы методом резонансного зондирования на малом спутнике формата CubeSat «СамСат-Ионосфера». Идею этого эксперимента предложили сотрудники Института прикладной физики РАН имени А.В. Гапонова-Грехова, а изготовили аппарат — сотрудники Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва. Спутник будет запущен вместе с «Ионосферами-М» № 1 и № 2 в качестве попутной нагрузки, состоящей из 53 малых аппаратов.

[vika vorobyeva]

Ракета "Союз-2.1б" с аппаратами "Ионосфера-М" стартовала с Восточного: https://tass.ru/kosmos/22311591

Ракета-носитель "Союз-2.1б" с парой гелиогеофизических спутников "Ионосфера-М" и 53 попутными космическими аппаратами российского и иностранного производства стартовала с площадки 1С космодрома Восточный.

Запущенные с Восточного спутники "Ионосфера-М" успешно выведены на орбиту: https://tass.ru/kosmos/22311793

"Гелиогеофизические космические аппараты "Ионосфера-М" №1 и №2 выведены на солнечно-синхронную орбиту Земли", – говорится в сообщении Роскосмоса.

[Андрей 2]

Запустили, пока всё нормально.

[LeMay]

  Проект "Ионозонд" после десятилетий разработки начинает работу. Страницы проекта у создателей (ВНИИЭМ) https://www.vniiem.ru/ru/index.php?option=com_content&view=category&id=88%3A--lr&Itemid=62 и ИКИ: https://iki.cosmos.ru/research/missions/ionozond.

  Вместе с двумя небольшими "Ионосферами" (~ 370 кг каждый) сегодня на орбиту выведены рекордные для России 53 кубсата (49 российских, российско-китайского, российско-зимбабвийского и двух иранских): https://www.roscosmos.ru/40925/.

[Маска]

https://t.me/dobriy_ovchinnikov/4178

[Foma]

Страницы проекта у создателей (ВНИИЭМ) https://www.vniiem.ru/ru/index.php?option=com_content&view=category&id=88%3A--lr&Itemid=62 и ИКИ: https://iki.cosmos.ru/research/missions/ionozond.

оттуда:

Излучая короткие радиоимпульсы в широком диапазоне частот, он [ионозонд] регистрирует отраженные от ионосферы сигналы, причем отражение происходит в точке, в которой частота свободных колебаний электронов (зависящая от их концентрации на данной высоте) равна частоте зондирующего радиоимпульса. Измеряя длительность задержки между временем излучения импульса и получением отраженного сигнала, мы можем определить высоту отражения, а по частоте отраженного импульса — концентрацию электронов на этой высоте.

Свою историю ионозонды ведут с 30-х годов прошлого столетия, когда были проведены первые эксперименты зондирования ионосферы с поверхности Земли. Сейчас существует глобальная сеть наземных ионозондов, данные которой обрабатывают соответствующие геофизические службы. Но они могут получить информацию только о нижней части ионосферы до главного максимума, расположенного на высотах 250–400 км. Всё, что расположено выше, можно исследовать только с борта спутника.

Первые спутниковые ионозонды появились в 1962 г. (канадско-американский спутник Alouette, в переводе — «Жаворонок). В Советском Союзе первый ионозонд был установлен на спутнике «Космос-381» (запуск 1970 г.). Весьма успешно работал ионозонд на борту спутника «Интеркосмос–19» (1979 г.) — первая комплексная лаборатория с ионозондом на борту. Потом был запущен спутник «Космос-1809» (1987 г.), изготовленный по заказу советской гидрометеорологической службы. Он должен был стать первым спутником группировки аппаратов, предназначенных для регулярного глобального мониторинга ионосферы. К сожалению, ионозонд на борту спутника проработал не так долго, как планировалось, хотя остальные приборы успешно работали еще шесть лет, и был получен богатый материал по локальным параметрам ионосферной плазмы.

Здесь интересно отметить, что «Космос-1809» стал лебединой песней не только у нас, но и вообще в мире. Специализированных спутников ионосферного зондирования с тех пор не запускали, хотя и проводили аналогичные эксперименты на станции "Мир", да и на некоторых аппаратах ЕКА и НАСА ставили ионозонды в качестве попутной нагрузки вплоть до 2000х. А потом это резко угасло. С 2010х и далее мониторинг ионосферы и определение полного электронного содержания осуществляется почти исключительно методами спутникового радиопросвечивания при приеме сигналов глобальных навигационных систем (GNSS). И таких спутников - десятки. От студенческих кубсатов до специализированных аппаратов вроде COSMIC-2. В 2013 в журнале "Гелиогеофизические исследования" вышла статья, где сравнивались перспективы GNSS-зондирования и спутниковых ионозондов. Показано, что хотя ионозонд обеспечивает большую точность, охвата и оперативности GNSS-методов ему не достичь даже в группировке из 4 аппаратов. Идеальным решением было бы вписать ионозонды в готовую систему GNSS-мониторинга - как минимум для калибровки, как максимум для исследования тонких эффектов. В противном случае это будет просто хороший, но очень нишевый инструмент, который мало что скажет об общей картине.

[Маска]

Видео от системы "Обзор",-отделение головного обтекателя, третьей ступени и всех космических аппаратов от разгонного блока.
https://vk.com/video-30315369_456244222?ref_domain=roscosmos.ru

[Foma]

Люди работают

Первые измерения параметров плазмы и электромагнитных полей на спутниках «Ионосфера-М»

7 декабря 2024

С 29 ноября по 4 декабря 2024 г. были проведены первые включения приборов комплекса целевой аппаратуры (КЦА) на спутнике «Ионосфера-М» №1. Проверки показали, что все приборы, как для измерения параметров плазмы, так и для измерения параметров электромагнитного поля, благополучно пережили процесс выведения и работают нормально.

Спутники «Ионосфера-М» №1 и №2 после успешного запуска 5 ноября 2024 г. были выведены на заданную орбиту. В настоящее время ведется построение рабочей конфигурации спутников. Используя бортовые двигательные установки, они перемещаются вдоль круговой орбиты с тем, чтобы занять рабочее положение в точках, разнесенных на 180 градусов по ней.

Пример регистрации электромагнитного излучения прибором ЛАЭРТ на спутнике «Ионосфера-М» №1 во время первых включений научной аппаратуры. На динамической спектрограмме по вертикали отложена частота от 0.1 до 6 МГц, по горизонтали — время, цветом отображена интенсивность излучения

Начало работы спутников «Ионосфера-М» по основной научной программе запланировано на начало 2025 г.

[Foma]

В апреле в ИКИ на конференции молодых ученых был большой обзорный доклад по "Ионосфере". Можно посмотреть в ВК здесь (04:04:50-04:41:30), либо на ютубе.

Некоторые интересные моменты


Для зондирования ионосферы используется три основных инструмента. Прибор ПЭС (приемник сигнала ГЛОНАСС/GPS) радиозатменным методом определяет характеристики верхней части ионосферы. Ионозонд ЛАЭРТ посылает сигнал вниз и по отражению находит максимум электронной концентрации. Передатчик "Маяк" излучает на двух частотах, а наземные станции по сдвигу фаз восстанавливают структуру нижней ионосферы.


Это один из первых сеансов активного зондирования ЛАЭРТ. По оси Х частота, по Y дальность (?). На 2-5 МГц видно отражение от максимума электронной плотности, на 7-20 МГц есть несколько более слабое отражение от земли.


Наблюдения сигнала "Маяка" также идут, но только для одной приемной станции в МГУ. В советское время действовала целая сеть таких станций, сейчас хотят восстановить что-то подобное, это даст двумерный срез ионосферы от Шпицбергена до Москвы.


Наблюдают низкочастотные электромагнитные колебания - шумы, шипения, вистлеры, возникающие при разрядах молний. Также видны мощные узкополосные сигналы в районе 24 кГц - это работают американские низкочастотные радиостанции для связи с подводными лодками.

В общем, опробованы все научные приборы обоих спутников, все хорошо, все работает. Буквально сегодня Роскосмос заявил, что летные испытания спутников «Ионосфера-М» №1 и №2 завершены, а на Восточном начались работы по подготовке РБ "Фрегат" к запуску спутников «Ионосфера-М» №3 и №4, который должен состояться в конце июля.

[Vladimir3621]

https://t.me/roscosmos_gk/17762

[Vladimir3621]

https://t.me/roscosmos_gk/17870