Слайд 1 - Самарский государственный аэрокосмический

МАСС-СПЕКТРОМЕТР ДЛЯ АНАЛИЗА СОБСТВЕННОЙ ВНЕШНЕЙ
АТМОСФЕРЫ МАЛОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
И.В.Пияков
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева
(национальный исследовательский университет)
Всестороннее изучение характеристик космического газа, его происхождения, химического
состава представляет научный и практический интерес, поскольку проблемы астрофизики и космохимии
тесно соприкасаются с фундаментальными задачами изучения строения, происхождения и эволюции
солнечной системы.
С практической точки зрения интерес представляет изучение процессов дегазации
конструкционных материалов КА, что позволяет усовершенствовать модели процессов деградации.
Для успешного решения научных и ряда прикладных задач необходимо создание современной
аппаратуры, в основе которой лежит, как правило, многопараметрический преобразователь. Интенсивные
работы в области создания научной аппаратуры для космических исследований, стимулированные
запросами бурно развивающейся аэрокосмической техники, привели фактически к созданию нового
научного направления в области аэрокосмического приборостроения и космических технологий, в задачи
которых входит экспериментальное и теоретическое изучение физических процессов взаимодействия
факторов космической среды с прибором, методов регистрации и моделирования факторов космической
среды и систем измерения ее параметров.
Следует отметить, что в последние годы интерес к исследованию физических процессов на
поверхности КА, проведению различных технологических процессов в космосе значительно возрос, что
предполагает создание различной аппаратуры для их контроля. На КА стали проводиться длительные и
весьма тонкие научные эксперименты с использованием высокочувствительной аппаратуры.
МАСС-СПЕКТРОМЕТР ДЛЯ АНАЛИЗА СОБСТВЕННОЙ ВНЕШНЕЙ
АТМОСФЕРЫ МАЛОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
И.В.Пияков
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева
(национальный исследовательский университет)
Научная аппаратура ДМС-01 предназначена для экспериментального изучения влияния факторов
космической среды на качество научных и технологических экспериментов на малых космических
аппаратах.
Целью аппаратуры ДМС-01 является решение задач анализа факторов, воздействующих на научную
аппаратуру во время орбитального полета:
1) Измерений состава собственной внешней атмосферы малого космического аппарата АИСТ-2.
2) Оценки содержания в собственной внешней атмосфере атомарного кислорода.
3) Определение энергий частиц Солнечного ветра.
4) Определение плотности электронного потока и потока медленных нейтронов.
Технические характеристики
диапазон рабочих температур, °С
масса, кг
габаритные размеры, мм
напряжение питания, В
энергопотребление в режиме измерения, Вт не более
‘нергопотребление в дежурном режиме, Вт не более
число телеметрических цифровых каналов
от -40 до 45;
3,5±0,5;
250×250×300;
23…32;
12;
3:
1;
МАСС-СПЕКТРОМЕТР ДЛЯ АНАЛИЗА СОБСТВЕННОЙ ВНЕШНЕЙ
АТМОСФЕРЫ МАЛОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
И.В.Пияков
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева
(национальный исследовательский университет)
МАСС-СПЕКТРОМЕТР ДЛЯ АНАЛИЗА СОБСТВЕННОЙ ВНЕШНЕЙ
АТМОСФЕРЫ МАЛОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
И.В.Пияков
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева
(национальный исследовательский университет)
ДМС-01
МАСС-СПЕКТРОМЕТР ДЛЯ АНАЛИЗА СОБСТВЕННОЙ ВНЕШНЕЙ
АТМОСФЕРЫ МАЛОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
И.В.Пияков
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева
(национальный исследовательский университет)
МАСС-СПЕКТРОМЕТР ДЛЯ АНАЛИЗА СОБСТВЕННОЙ ВНЕШНЕЙ
АТМОСФЕРЫ МАЛОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
И.В.Пияков
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева
(национальный исследовательский университет)
МАСС-СПЕКТРОМЕТР ДЛЯ АНАЛИЗА СОБСТВЕННОЙ ВНЕШНЕЙ
АТМОСФЕРЫ МАЛОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
И.В.Пияков
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева
(национальный исследовательский университет)
В начальный момент времени газовая среда ионизируется
электронным ударом в зазоре между сетками 4 и 5. Полученные
ионы ускоряются и движутся по траектории 10 через ионное
зеркало 3 в приемник 6. Зарегистрированный спектр
обрабатывается средствами вычеслителя прибора и на его базе
формируется телеметрический пакет.
В режиме регистрации атомарного кислорода из спектра
выделяется массовая линия кислорода О+(16) и оценивается её
интенсивность.
После измерения состава СВА, ионное зеркало отключается и
НА начинает работать в режиме энергоанализатора. Измерение
занимает не более 1 мин.
Энергоанализатор работает с тем же приемником ионов 6, но
электрические потенциалы на сетке 5 и ионном зеркале 3
отсутствуют. Основными полезадающими в этом случае
электродами являются 1 и 2. Разница потенциалов между ними
линейно увеличивается от до 1 кВ, что обеспечивает снятия с
приемника 6 зависимости, пропорциональной энергии электронов.
1,2 – внешний и внутренний электроды энергоанализатора, 3 – ионное зеркало,
4 – заземленные сетки, 5 – ускоряющ ая сетка, 6 – приемник ионов (типа ВЭУ-6),
7 – отражатель, 8 – нить накала (резервированный элемент, 3 или 6 шт.),
9 – электронный поток, 10 – ионный поток.
МАСС-СПЕКТРОМЕТР ДЛЯ АНАЛИЗА СОБСТВЕННОЙ ВНЕШНЕЙ
АТМОСФЕРЫ МАЛОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
И.В.Пияков
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева
(национальный исследовательский университет)
Параметры солнечного ветра
Средняя
величина
Медленный
солнечный
ветер
Быстрый
солнечный
ветер
Плотность n, см−3
8,8
11,9
3,9
Скорость V, км/с
468
327
702
3,8·108
3,9·108
2,7·108
7·104
3,4·104
2,3·105
1,4·105
1,3·105
1,0·105
1,9
4,4
0,45
Параметр
nV, см−2·с−1
Темп. протонов Tp, К
Темп. электронов Te, К
Te / Tp
Счетчик нейтронов СНМ-9 фиксирует нейтронный поток в
диапазоне 0,03 – 100 эВ.
Детектор электронов регистрирует ɣ - излучение в диапазоне
14,4 – 144000 мкР/час.
Оба
детектора
находятся
внутри
аппаратуры
без
дополнительной защиты.
МАСС-СПЕКТРОМЕТР ДЛЯ АНАЛИЗА СОБСТВЕННОЙ ВНЕШНЕЙ
АТМОСФЕРЫ МАЛОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
И.В.Пияков
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева
(национальный исследовательский университет)
Крышка
Изолятор верхнего электрода
Верхний электрод
Нижний электрод
Изолятор нижнего
электрода
Корпус ДМС-01
МАСС-СПЕКТРОМЕТР ДЛЯ АНАЛИЗА СОБСТВЕННОЙ ВНЕШНЕЙ
АТМОСФЕРЫ МАЛОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
И.В.Пияков
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева
(национальный исследовательский университет)
Циклограмма энергопотребления ДМС-01 на 1 виток
Рекомендуемые зоны включения ДМС-01
На участке «а» работает масс-спектрометрический датчик (не более 5 минут), на участке «б»
работает энергоанализатор (не более 7 минут). Участок «г» соответствует передаче телеметрической
информации, а участок «в» режиму энергосбережения. Желательно синхронизировать сеансы работы
прибора с положением МКА АИСТ-2 на орбите Земли.
Научная аппаратура ДМС-01 должна работать либо в непрерывном режиме, либо сеансами.
Длительность сеанса работы не может быть меньше 15 минут. Накопитель информации рассчитан на 4
сеанса работы.