Государственное конструкторское бюро "Южное" им. М.К. Янгеля

Ракеты и космические аппараты
конструкторского бюро "Южное"

Под общ. ред. С. Н. Конюхова

©ГКБ "Южное" им. М. К. Янгеля, Днепропетровск, 2000

Наш адрес: ruzhany@narod.ru

КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДС-У1-Я (ЯДЕРНЫЙ)

Космический аппарат ДС-У1-Я

Назначение аппарата:

— определение состава первичного космического излучения, содержащего частицы с атомными номерами от 2 до 6;

— исследование вариаций ядерной компоненты космических лучей в различных энергетических диапазонах;

— измерение абсолютного значения потоков тяжелых и сверхтяжелых ядер;

— измерение потока электронов в первичном космическом излучении;

— измерение вариаций потока протонов одновременно с потоком альфа-частиц.

Постановщики научного эксперимента:

Физический институт им. П. И. Лебедева АН СССР, Объединенный институт ядерных исследований.

Основные характеристики:

Состав научной аппаратуры:

— комплекс аппаратуры "Неля" в составе:

телескоп НТ-1;

прибор ТЯ-8 для регистрации различных групп ядер в космических лучах;

аппаратура ТЯ-100 для регистрации электронной компоненты первичного космического излучения.

Произведен запуск одного аппарата с космодрома Капустин Яр ("Космос-225"). Запуск второго космического аппарата был неудачным из-за аварии ракеты-носителя.

Научная программа выполнена. Получена ценная информация об уровне естественного фона и излучений в широком диапазоне энергий и интенсивностей в околоземном космическом пространстве.

КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДС-У1-Р

Назначение аппарата:

— проведение фотометрических исследований излучения звезд в ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра, недоступных для наблюдения с земной поверхности;

— определение распределения энергии в спектрах звезд разных типов и быстрых вариаций звездного излучения с целью изучения физических условий в атмосфере звезд и происходящих в них физических процессах.

Постановщик научного эксперимента:

Институт космических исследований АН СССР.

Основные характеристики:

Состав научной аппаратуры:

— рентгеновские датчики РД-1, РД-2, РД-3, РД-4;

— звездные фотометры ЗФ-1, ЗФ-2;

— солнечный датчик СД.

По внешнему облику КА ДС-У1-Р близок к КА ДС-У1-А.

Произведен запуск одного космического аппарата с космодрома Капустин Яр ("Космос-335").

Получены данные о дискретных источниках рентгеновского излучения, о распределении энергии в спектрах звезд разных типов, а также об изотропном рентгеновском фоне.

КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДС-У1-ИК-1

Космический аппарат ДС-У1-ИК-1

Назначение аппарата:

проведение исследований структуры и динамики изменения характеристик ионосферы и верхней атмосферы по программе сотрудничества социалистических стран в области исследования и использования космического пространства, в том числе:

— определение концентрации положительных ионов;

— определение концентрации и температуры ионосферных электронов;

— определение эффективной температуры ионосферных электронов;

— определение полного содержания электронов между космическим аппаратом и наземными пунктами на основе использования эффекта Фарадея.

Выбор для проведения экспериментов модификации ДС-У1 унифицированной платформы объясняется потребностью исключения возможных возмущений ионосферной плазмы, окружающей космический аппарат, магнитными полями, создаваемыми токами в солнечных батареях.

Постановщики научных экспериментов:

Институт космических исследований АН СССР и научные организации НРБ, ГДР, ЧССР.

Основные характеристики:

Состав научной аппаратуры:

— две сферические ловушки на штангах, расположенных диаметрально противоположно;

— два взаимно перпендикулярных цилиндрических зонда Ленгмюра;

— сферический зонд с наложенным высокочастотным напряжением;

— радиопередатчик "Маяк" на частотах 20 и 30 МГц.

Произведен запуск одного космического аппарата с космодрома Капустин Яр ("Интеркосмос-2").

Получены данные о глобальном распределении электронной температуры и ионной концентрации.

Обнаружена ночная экваториальная ионосферная аномалия на высоте 1000 км.

КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДС-У1-ИК-2

Назначение аппарата:

продолжение исследований, начатых на космическом аппарате ДС-У1-ИК-1, с измененным составом научной аппаратуры.

Постановщики научного эксперимента:

Институт космических исследований АН СССР с научными организациями НРБ, ГДР, ЧССР.

Основные характеристики:

Состав научной аппаратуры:

— две сферические ловушки на штангах, расположенных диаметрально противоположно;

— цилиндрический зонд на штанге с промежуточным запоминающим устройством;

— плоский разрезной зонд с высокочастотным напряжением (на штанге);

— радиопередатчик "Маяк" на частотах 20 и 30 МГц.

Запуск космического аппарата был произведен с космодрома Плесецк ("Интеркосмос-8"), что позволило организовать исследования в верхних геомагнитных широтах, недоступных для космического аппарата ДС-У1-ИК-1.

По внешнему облику КА ДС-У1-ИК-2 имеет большое сходство с КА ДС-У1-ИК-1.

В отличие от космического аппарата ДС-У1-ИК-1 все электронные блоки научной аппаратуры разработаны и изготовлены в НРБ, ГДР и ЧССР и дополнены промежуточным запоминающим устройством разработки ГДР, позволившим проводить измерения на протяжении всего витка.

Получены данные о субавроральной ионосфере северного и южного полушарий, концентрации и температуре ионосферных электронов и концентрации ионов, механизме предрассветного эффекта.

КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ НА БАЗЕ МОДИФИКАЦИИ ДС-У2

КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДС-У2-В (ВИБРАЦИОННЫЙ)

Космический аппарат ДС-У2-В

Назначение аппарата:

— определение вибрационных перегрузок, которым подвергается космический аппарат при выведении на орбиту из шахтного стартового комплекса;

— исследование распространения электромагнитных волн в ионосфере и в верхних слоях атмосферы.

Постановщики научных экспериментов:

ОКБ-586, Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн АН СССР.

Основные характеристики:

Состав научной аппаратуры:

— быстродействующая радиотелеметрическая система БРС-2М (ИС-1158М) с 16 датчиками для измерения вибрационных режимов мест крепления шасси ко второй ступени носителя, мест установки аппаратуры на приборных фермах и элементов конструкции космического аппарата;

— радиопередатчик "Маяк-03".

Для создания условий измерения вибраций, максимально приближенных к реальным, на космическом аппарате установлены габаритно-весовые макеты солнечных батарей и комплекса обеспечивающих систем платформы ДС-У2.

С космодрома Капустин Яр были запущены четыре аппарата ("Космос-93, -95, -197, -202"). По результатам запусков уточнены значения уровней и диапазонов частот вибраций космического аппарата, проведена доработка шасси крепления космического аппарата для увеличения его жесткости.

Определены электронная концентрация в окрестности космического аппарата и свойства ионосферы на пути распространения когерентных волн от аппарата до точки наблюдения.

КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДС-У2-М (МОЛЕКУЛЯРНЫЙ)

Космический аппарат ДС-У2-М

Назначение аппарата:

— испытание работы и измерение стабильности частоты бортового молекулярного генератора в условиях космического полета;

— измерение гравитационного сдвига частоты бортового молекулярного генератора с целью проверки общей теории относительности;

— получение необходимых данных для проектирования беззапросных односторонних линий связи.

Постановщик научных экспериментов:

Физический институт им. П. И. Лебедева АН СССР.

Основные характеристики:

Состав научной аппаратуры:

— двухпучковый молекулярный генератор МГ-2, работающий на линии инверсного перехода аммиака с квантовыми числами j=3, k=3 (генерируемая частота 23870,13 МГц, относительная нестабильность частоты не более 1,0x10-11 за 60 мин.);

— блок привязки частоты Е-149М;

— прибор Е-150М;

— блок термостатирования резонатора и аммиачного бачка МГ;

— бортовое приемное устройство Е-155М дециметрового диапазона волн для приема и преобразования сигнала наземных измерительных пунктов;

— блок передающего устройства и коммутации режимов работы бортовой аппаратуры Е-151;

— высоковольтный выпрямитель питания Е-175.

Космический аппарат ДС-У2-М относится к аппаратам двойного назначения, которые использовались как в интересах науки, так и для решения военно-прикладных вопросов.

Произведен запуск двух космических аппаратов с космодрома Капустин Яр ("Космос-97, -145").

В результате запусков была экспериментально подтверждена возможность работы квантовых стандартов частоты в условиях вакуума, невесомости и других факторов космического полета. Полученные данные позволили сделать выводы, необходимые для дальнейшей конструкторской разработки бортовых молекулярных генераторов с целью создания про-мышленных образцов широкого применения.

КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДС-У2-И (ИОНОСФЕРНЫЙ)

Космический аппарат ДС-У2-И

Назначение аппарата:

— исследование прохождения электромагнитных волн сверхнизкой частоты через ионосферу и шумов указанного диапазона волн в космическом пространстве;

— обнаружение и регистрация спорадического радиоизлучения Солнца на частотах ниже критических частот ионорферы;

— исследование радиоизлучения корпускулярных потоков в ионосфере;

— исследование вариаций заряженной компоненты космического излучения в околоземном пространстве.

Постановщики научных экспериментов:

Институт радиоэлектроники АН СССР, Научно-исследовательский радиофизический институт Московского государственного университета Министерства высшего и среднего специального образования РСФСР, Институт космической физики ионосферы и атмосферы Якутского филиала Сибирского отделения АН СССР.

Основные характеристики:

Состав научной аппаратуры:

— приемники ПМ-4М-I, ПМ-4М-II, работающие на трех фиксированных частотах в диапазоне 15...55 кГц;

— фильтр-преобразователь ФП-1;

— фильтр ФИ;

— приемники Р-2П, Р-3П, обеспечивающие измерение "белого шума" в полосе частот со средними частотами 0,185; 0,425; 3,0; 5,7 МГц;

— фильтры Ф-2П, Ф-3П;

— блок питания БП-1;

— выносной датчик 4К-63;

— счетчиковая установка 1К60;

— электронный блок ЭБ-4К.

Отличительной конструктивной особенностью космического аппарата является наличие блока специальных антенн научной аппаратуры, состоящего из 4 выдвижных ленточных штырей длиной 15 м, смонтированных на общем основании, и газореактивной системы закрутки КА вокруг продольной оси.

На орбиты было выведено три аппарата ДС-У2-И с космодрома Капустин Яр ("Космос-119, -142, -259").

Получен полезный сигнал на всех рабочих частотах аппаратуры, причем факт прохождения через ионосферу радиоволн 31,8 кГц и 44,9 кГц подтвержден впервые в мире. Подтверждена гипотеза о возможности прохождения через ионосферу электромагнитных волн сверхнизкой частоты.

Полученные данные позволили оценить зависимость концентрации заряженных частиц в нижних слоях ионосферы от времени суток и других факторов.

КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДС-У2-МП (МЕТЕОРИТНЫЙ)

Космический аппарат ДС-У2-МП

Назначение аппарата:

— исследование природы микрометеоров основных ежегодных метеорных потоков в свете гипотезы академика Б. П. Константинова об антивещественной природе комет;

— изучение процессов взаимодействия микрометеоритов с поверхностью космического аппарата;

— измерение интенсивности, спектрального состава и вариаций гамма-излучения, приходящего из космического пространства и возникающего в атмосфере Земли;

— изучение состава микрометеоритов по продуктам их дезинтеграции в верхних слоях атмосферы.

Программа исследований является дальнейшим развитием экспериментов, начатых на космическом аппарате ДС-МТ.

Постановщик научных экспериментов:

Ленинградский физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе АН СССР.

Основные характеристики:

Состав научной аппаратуры:

— прибор БАС-2 — блок анализа совпадений, состоящий из блока детекторов БАС-2Д, отдельного детектора СД-2 и блока электроники БАС-2Э;

— регистратор соударений, состоящий из блока электроники, датчика соударений и контрольного датчика;

— наружный регистратор соударений, состоящий из блока электроники, датчика соударений, контрольных датчиков;

— сцинтилляционный детектор, состоящий из блока электроники, многоканального анализатора, выносного сцинтилляционного детектора;

— гамма-телескоп ГТ;

— полупроводниковый регистратор ПР-1.

Проведен запуск двух аппаратов с космодрома Капустин Яр ("Космос-135, -163").

Полученные результаты свидетельствуют об отсутствии пылевого пояса вокруг Земли (американская гипотеза) и позволяют определить природу микроэлементов большинства главных метеоритных потоков. Зарегистрирован ядерный взрыв в Китае.

КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДС-У2-Д (ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЙ)

Космический аппарат ДС-У2-Д

Назначение аппарата:

— непосредственное определение радиационной опасности, которая может возникнуть в условиях космического полета при воздействии излучения радиационных поясов Земли и излучений, сопровождающих ядерные взрывы на больших высотах и крупные вспышки на Солнце;

— снятие дозиметрических карт радиационных полей на высотах 230... 1650 км в широком диапазоне географических широт и долгот.

Постановщики научных экспериментов:

Научно-исследовательский институт ядерной физики Московского государственного университета Министерства высшего и среднего специального образования РСФСР.

Основные характеристики:

Состав научной аппаратуры:

— прибор ДА-1, состоящий из блока электроники ДА-1а и датчиков ДА-1б, ДА-1в, ДА-1г (блок фотоумножителей, блок магнитных анализаторов, телескоп);

— прибор ДА-2, состоящий из блока электроники ДА-2а и датчиков ДА-2в, ДА-2г, ДА-2д (спектрометр протонов, блок счетчиков Гейгера, выносной счетчик Гейгера).

Успешный запуск двух космических аппаратов произведен с космодрома Капустин Яр ("Космос-137, -219").

В результате работы с аппаратами ДС-У2-Д получен большой объем ценной научной информации о заряженных частицах естественных и искусственных радиационных поясов Земли и первичном космическом излучении.

Составлена карта распределения радиации по всему земному шару на высотах 220.. .1700 км, измерены поглощенные дозы радиации космическим аппаратом.

КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДС-У2-ГК (ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКСНЫЙ)

Космический аппарат ДС-У2-ГК

Назначение аппарата:

проведение комплексных геофизических исследований приполярной верхней атмосферы, включая:

— получение прямых данных о плотности и разогреве атмосферы в полярных широтах;

— проведение регулярных наблюдений за геоактивными корпускулами и исследование их анизотропного распределения в магнитном поле Земли;

— изучение глобального распределения корпускулярных потоков и определение связи их интенсивности со светимостью полярных сияний;

— изучение роли геоактивных корпускул в разогреве и вариациях плотности верхней атмосферы;

— изучение структурных параметров верхней атмосферы;

— оценку мощности корпускулярного источника и уточнение на этой основе теоретических расчетов моделей верхней атмосферы.

Постановщики научных экспериментов:

Институт физики атмосферы АН СССР, Союзный научно-исследовательский институт полюса.

Полет космического аппарата ДС-У2-ГК явился первым комплексным экспериментом по изучению верхней атмосферы Земли и природы полярных сияний, проведенным в соответствии с Программой сотрудничества социалистических стран в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях, принятой в апреле 1967 г.

В эксперименте приняли участие научно-исследовательские институты и обсерватории НРБ, ВНР, ГДР, ПНР, СРР, СССР и ЧССР.

Основные характеристики:

Состав научной аппаратуры:

— манометр для определения плотности атмосферы РИМ-901;

— спектрометр протонов малых энергий РИП-801;

— спектрометр протонов средних энергий РИП-802;

— спектрометры электронов полярных сияний и фотоэлектронов РИЭ-204;

— спектрометр электронов средних энергий РИЭ-205;

— счетчик Гейгера РИГ-111.

В соответствии с требованиями эксперимента космический аппарат оснащен газореактивной системой закрутки, системой определения ориентации относительно Солнца 94К и запоминающим устройством ЗУ-2С с памятью на 800 мин., которое позволило вести длительные измерения, покрывающие практически весь земной шар.

Были изготовлены и выведены на орбиту с космодрома Плесецк два аппарата ДС-У2-ГК ("Космос-261, -348").

С помощью аппаратуры для регистрации заряженных частиц, установленной на борту ДС-У2-ГК, обнаружена новая зона вторжения протонов в атмосферу Земли вблизи экватора. Орбита аппарата была выбрана так, чтобы его траектория регулярно проходила вдоль зоны полярных сияний. Это значительно увеличивало время пребывания регистрирующей аппаратуры в авроральной атмосфере для изучения заряженных частиц, вызывающих полярные сияния, электронов сверхтепловой энергии, а также вариаций плотности верхней атмосферы во время сияний. Одновременно сеть наземных геофизических станций НРБ, ВНР, ГДР, ПНР, СРР, СССР и ЧССР проводила скоординированные наземные наблюдения. В СССР наблюдения велись более чем в 30 пунктах. Различными методами исследовались неравномерность ионизации верхней атмосферы и возникающие при этом нарушения в распространении радиоволн в различных диапазонах, а также электромагнитные излучения самой плазмы верхней атмосферы и магнитосферы.

Удалось проследить изменения в нижней области ионосферы, связанные с жестким рентгеновским излучением хромосферной вспышки, и в средней, вызванные более мягкой частью излучения. Сопоставление полученных данных помогло уяснить, как реально происходит процесс поглощения излучения рентгеновской вспышки.

Важным результатом этого эксперимента стало изучение данных о движении плазмы в ионосфере.

Продолжением эксперимента явился полет второго аппарата ДС-У2-ГК. Он был запущен в летний период, что позволило сравнить между собой геофизические условия различных сезонов. Изменение времени запуска спутника существенно расширило рамки исследований и дало возможность добыть новые данные, уточняющие и конкретизирующие смысл предварительных результатов, полученных на первом аппарате.