Состояние исследований в Казахстане по приоритетам научно-технологического развития. Космические исследования (стр. 14 )

пространства

Проведены модернизация квантово-оптической системы (КОС) "Сажень-С" и работы по включению ее во всемирную сеть. Изучена возможность использования телескопической системы для определения всемирного времени. Разработана методика спектрофотометрических наблюдений звезд. Исследованы характеристики ударных волн от наземных источников в околоземном космическом пространстве, разработано программное обеспечение сетевого доступа к каталогу базы данных для интерактивного поиска информации дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) через сеть Internet, управления приводом антенной установки для модернизации станции приема при переходе на диапазон 8,2 ГГц.

Построена адекватная модель распространения солнечных космических лучей (СКЛ) высоких энергий в гелиомагнитосфере. Результаты могут быть использованы для контроля и прогноза радиационной обстановки в космосе [41-45].

В плане работ по модернизации экспериментальной высокогорной базы "Космостанция", на которой проводятся исследования околоземного космического пространства и космических лучей, восстановлена инфраструктура базы, модернизирован нейтронный супермонитор 18NM64 за счет установки дополнительных счетчиков и замены устаревшего оборудования. Создан высотный спектрометр космических лучей на высоте 4000 м [46].

Разрабатываются дистанционные методы анализа поверхности и спектроскопии пучков заряженных частиц для космических технологий.

Определены требования к конструкции электростатических энергоанализаторов с торцевым полем, предназначенных для спектральных измерений потоков заряженных частиц с энергией до 10 кэВ в космическом пространстве. Подготовлен проект технических предложений по оснащению МКС энергоанализаторами [47].

Для изучения предельных энергий космических лучей составлены принципиальные схемы детекторов и спектрометра для размещения на модуле ФГБ-2 орбитального измерительно-вычислительного комплекса, используемого для исследования энергетического спектра космических лучей. [48]. Разработана техническая документация на приборное оснащение для реализации казахстанской научной программы на ФГБ-2 Представлены общие проектные сведения, конструктивные и схемные решения многоцелевого лабораторного модуля. Дана оценка стоимости и сроков реализации программы [49].

Казахстанские ученые принимали участие в создании международной системы радиационного мониторинга космического пространства. Ими разработано программное обеспечение для графического представления характеристик космических лучей и других параметров космической погоды по данным космических аппаратов. Создана система передачи оперативной информации, регистрируемой на высокогорном нейтронном мониторе [50]. Подготовлена эскизная конструкторская документация экспериментального образца бортового датчика интегральной накопительной дозы естественного ионизирующего излучения космического пространства. Подготовлены технические предложения по экспериментальной системе мониторинга естественного ионизирующего излучения [51]. Модернизированы наземные установки по регистрации космических лучей. Разработаны комплект рабочей конструкторской документации датчика интегральной накопленной дозы, методика прогнозирования протонных событий [52].

Разработан проект установки для изучения массового (элементного) состава и энергетических спектров галактических космических лучей на основе прямых измерений. Детектор представляет собой стопку толсто - и тонкослойных ядерных фотоэмульсий, прослоенных свинцовым поглотителем толщиной 5 мм [53].

2. 1.2 Космическая техника и технологии

Проводятся работы по созданию специального конструкторско-технологического бюро космической техники. Разработана структура СКТБ, определен состав специалистов, арендованы помещения для конструкторских отделов и испытательной лаборатории. Рабочие места оборудованы организационной и вычислительной техникой. Проведены тендеры на оснащение испытательной лаборатории специальным оборудованием. Штат СКТБ укомплектован специалистами, составлена программа их обучения [54]. . Определен сегмент рынка, занимаемый СКТБ КТ, подготовлена бизнес-модель его деятельности. Определены технические требования к общему и специальному программному обеспечению, технологическому оборудованию для сборки и испытаний космических аппаратов, производственным помещениям [55, 56].

С целью разработки технико-экономического обоснования создания универсальной космической платформы для обеспечения функционирования космических аппаратов на низкой околоземной и геостационарных орбитах были систематизированы сведения о тактико-технических, производственных и экономических показателях космических аппаратов, универсальных космических платформ, средств выведения. [57]. Обоснованы требования к принципам построения, целевым характеристикам космической платформы. Определен класс перспективных платформ Проанализированы экономические перспективы различных технических вариантов компоновки универсальной космической платформы. Определены факторы, влияющие на стоимость изделия. Разработано ТЭО [58,59].

Проведен анализ существующих КА ДЗЗ, возможностей и функционального наполнения бортовой аппаратуры, эксплуатационных характеристик КА, существующих и перспективных космических платформ для КА ДЗЗ. Для этого была собрана информация о действующих и перспективных космических аппаратах (КА) дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), космических платформах США, России, Украины, Франции.

Проанализированы функциональные возможности бортовой аппаратуры,

применяемой для ДЗЗ. Проведена классификация КА ДЗЗ по разрешающей способности оптико-электронной и радарной аппаратуры, массе и потребляемой мощности [60]. Проведены предпроектные исследования. Подготовлено ТЭО проекта. Разработана 3D-модель космического аппарата. Предложены мероприятия по обеспечению безопасности на этапах создания космического аппарата с оптико-электронной целевой аппаратурой среднего разрешения [61]. Сформирован облик спутника научного назначения. В качестве аналогов выбраны реализованные проекты "Деметер" (Франция) и "Компас-2" (Россия). Составлено технико-экономическое обоснование Определена основная задача аппаратов - исследование ионосферных предвестников землетрясений]. Определены потребности учреждений, ведомств в космических аппаратах научного назначения. Разработаны: технико-экономическое обоснование космической системы научного назначения в составе космического аппарата, наземного комплекса управления, наземного целевого комплекса; технические предложения по составным частям системы;техническое задание на эскизные проекты [62-64].

На базе самолетов МиГ-31Д создается авиационный ракетно-космический комплекс "Ишим». Он предназначен для выведения на низкие околоземные орбиты полезной нагрузки массой до 160 кг. Комплекс обеспечивает запуск нагрузки на орбиту любой требуемой плоскости, не требует создания космодромов и отчуждения территорий под зоны падения ступеней ракеты-носителя, автономен, мобилен, обслуживается минимальным числом технического персонала. Разработаны эскизный проект и технико-экономическое обоснование комплекса Обоснованы технические и технологические характеристики комплекса "Ишим". Проведены экспериментальные исследования моделей самолета-носителя МиГ-31Д с космической ракетой-носителем в аэродинамической трубе.]. Проведены экспериментальные исследования моделей самолета-носителя МиГ-31Д с космической ракетой-носителем в аэродинамических трубах. Комплекс автономен и мобилен, дает возможность осуществлять оперативные запуски с территории заказчика [65-67].

Проводится цикл работ по техническому оснащению многоцелевого лабораторного модуля на базе ФГБ-2 для реализации казахстанской научной программы. Разработаны: компактная установка молекулярно-пучковой эпитаксии для выращивания нитевидных кристаллов нанометрового диапазона; устройство очистки воздуха МКС с многократно регенерируемыми пористыми адсорбентами на основе фосфатов кальция; установка для изучения элементного состава и энергетического спектра галактических космических лучей; криоконденсационный модуль для проведения низкотемпературных исследований на внешней поверхности ФГБ-2; устройства для механических испытаний образцов из различных материалов на растяжение, сжатие, изгиб, кручение в условиях космического пространства. Определены требования к конструкциям приборов для измерений потоков заряженных частиц с энергией до десятков кэВ [68].

Проведен анализ факторов космического пространства, оказывающих негативное воздействие на функционирование бортовой радиоэлектронной аппаратуры. Выбраны материалы локальных экранов для защиты бортовой радиоэлектронной аппаратуры от ионизирующих излучений. Осуществлено моделирование космических излучений. Изготовлены опытные образцы локальных экранов для защиты бортовой электронной аппаратуры от действия космических излучений. Определена степень поглощения рентгеновских и гамма-линий защитного экрана ВНЖ. Проведены радиационные испытания опытных образцов локальных экранов [69-71].

В условиях комплексного воздействия факторов космического пространства возможны сбои и отказы модулей памяти бортовой аппаратуры на многоцелевом лабораторном модуле ФГБ-2. Изучены процессы деградации элементной базы бортовых устройств. Показано, что в наземных моделирующих условиях могут быть использованы протоны с энергией 30 МэВ, осколки деления с энергией 1 МэВ/нуклон. Подготовлены методики регистрации и контроля энергетических спектров ускоренных ионов и продуктов ядерных реакций, необходимых для наземного моделирования сбоя электронных узлов. Отработаны режимы облучения трековых детекторов в моделирующем наземном эксперименте. Детекторы изготовлены из композиционных полиимидных материалов [72].

Выполнен монтаж оборудования для моделирования космического излучения наземными источниками ионизирующих излучений. Проведены тестовые эксперименты по моделированию космических излучений и регистрации ионизирующих излучений. Рассчитана дозовая нагрузка на критические элементы бортовой электронной аппаратуры. Cпектрометрически измерены первичное (падающее) и вторичное (образовавшееся при прохождении через вещество) ионизирующие излучения [73].