Том 62, № 1 (2024)

Исследуются характеристики спектров мощности флуктуаций плотности протонов и альфа-частиц вблизи фронта межпланетной и околоземной ударной волны. Были посчитаны частоты излома спектров мощности флуктуаций концентрации протонов и альфа-частиц перед и за рампом околоземной ударной волны (ОЗУВ) и межпланетной ударной волны (МУВ). Для возмущенного солнечного ветра за рампом МУВ частота излома спектра флуктуаций протонов оказалась заметно выше (в среднем 1.3 Гц), чем в невозмущенной области (~0.8–1.0 Гц), что объясняется увеличением как скорости, так и концентрации частиц. В случае альфа-частиц частота излома спектра флуктуаций за фронтом МУВ также повышалась – почти в два раза (от 0.7 до 0.12 Гц). Показано, что среднее значение частоты излома спектров протонов за рампом ОЗУВ меньше (0.6 Гц), чем в солнечном ветре (1.0 Гц), ввиду меньшей скорости. Для альфа-частиц этот эффект статистически не был обнаружен из-за увеличения концентрации (0.11 Гц для обеих областей) в случае ОЗУВ.

Описывается принцип функционирования спектрометра электронов «ТОТЭМ-Э», разрабатываемого для комплекса научной аппаратуры «Странник» (КНА-С) проекта «Резонанс-МКА», приводятся аналитические характеристики конструкторско-доводочного образца прибора, полностью соответствующего штатному образцу в части применяемых электронных компонентов и электронно-оптической схемы, описывается процедура функциональных испытаний прибора, приводится описание структуры и принципов функционирования аппаратно-программного комплекса, созданного для испытаний приборов подобного типа. Конструкция прибора «ТОТЭМ-Э» предлагает новый подход к измерениям потока частиц, позволяющий увеличить достоверность и скорость измерений. Особенностью предложенной схемы представляется возможность одномоментного измерения потоков электронов в плоском сечении в пространстве скоростей в диапазоне энергий от Е₀ до 6.5Е₀, где Е₀ – минимальная регистрируемая прибором энергия частиц. Это достигается использованием двух конических электростатических зеркал, которые отбирают электроны из плоского 360-градусного сечения потока для последующего анализа по энергии и применением координатно-чувствительного детектора для одномоментной регистрации частиц.

Венера была первой среди планет Солнечной системы, в атмосфере которой были обнаружены электрические явления, подобные молниям в атмосфере Земли. Электрические разряды (молнии в атмосфере Венеры) были открыты в 1978 г. в миссиях «Венера-12, -11» и Pioneer Venus по их электромагнитному излучению. Парадокс, однако, заключался в том, что поиски оптических вспышек оставались безуспешными в течение сорока последующих лет. В 2015 г. на орбиту спутника Венеры был выведен аппарат AKATSUKI японского космического агентства JAXA. Он был предназначен для поиска молний и других исследований метеорологии Венеры путем регистрации излучения в выбранных спектральных диапазонах. В 2016 г. орбитальный аппарат AKATSUKI успешно выполнил подробные наблюдения Венеры в ближнем ИК-диапазоне в «окнах прозрачности» атмосферы планеты, а также в ультрафиолетовом и других диапазонах. В статье приводятся результаты альтернативного поиска и успешного обнаружения вспышек молний по данным проекта AKATSUKI, но не в ультрафиолетовом и не в видимом, а в ближнем ИК-диапазоне. Сопоставление результатов расчета, основанного на моделях земных молний, с результатами измерений, выполненных камерой IR2 миссии AKATSUKI на Венере на волне 2.26 мкм, показывает близкое совпадение экспериментальных и расчетных данных.

Описан программный комплекс Coulomb, предназначенный для моделирования электризации космических аппаратов (КА) в магнитосферной плазме на высоких и низких околоземных орбитах. Рассмотрены физические механизмы электризации КА и методы математического моделирования этого явления в разных областях космического пространства. Приведены примеры результатов расчета распределения электрического потенциала на поверхности и в окрестности КА для геостационарной орбиты и низких околоземных орбит.

Разработанный пространственный (3D) орбитальный гирокомпас позволяет выполнять все необходимые функции угловой ориентации космического аппарата (КА) относительно орбитальной системы координат (ОСК). В этом отношении он ничем не отличается от системы астроориентации (САО), за исключением применения разнотипных датчиков внешней информации. В первом случае это прибор ориентации по Земле (ПОЗ), во втором – астродатчик (АД). Каждая система имеет свои преимущества и недостатки. Преимущество САО – более высокая точность ориентации. Несомненное преимущество 3D-гирокомпаса – возможность длительного управления ориентацией КА без использования данных баллистики. Достаточно высокая функциональность 3D-гирокомпаса делает систему ориентации КА, построенную на его основе, вполне конкурентной по отношению к системам ориентации, построенным по принципу астроориентирования, вследствие чего задача исследования свойств и улучшения точностных характеристик прибора становится актуальной.

В работе рассмотрены научные и технические перспективы и возможные направления развития субтерагерцовой астрономии в Российской Федерации. Предложена концепция создания субтерагерцовых инструментов в виде универсальной компактной антенной решетки для размещения на территории России. На базе концепции такой антенной решетки возможна реализация нескольких космических проектов субтерагерцового диапазона нового поколения – космического интерферометра и телескопа, расположенного на поверхности Луны. Наземные антенные решетки смогут выступить в качестве поддержки режима интерферометра со сверхдлинной базой обсерватории «Миллиметрон».