Тень-Маяк

Тень-Маяк

Шифр эксперимента: Тень-Маяк
Информационная справка: is_ten_mayak_2013_g.doc
Направление НПИ: 6. Образование и популяризация космических исследований
Секция КНТС: Космическое образование
Наименование эксперимента: Отработка метода радиозондирования пространства борт-Земля в обеспечение подготовки плазменного эесперимента "Тень" на РС МКС
Цель эксперимента:

Цели проведения КЭ: ­

- исследование условий приема-передачи УКВ–радиосигналов в режиме бортового радиомаяка на РС МКС с использованием всемирной радиолюбительской сети. ­

- определение характеристик и пространственного распределения интенсивности радиосигналов, транслируемых и ретранслируемых бортовым приемо-передатчиком. ­

- получение исходных данных и опыта оперативной работы для разработки предложений по использованию методологии КЭ «Тень-Маяк» для общеобразовательных программ, в частности, в формате лабораторных работ.

Описание эксперимента:

КЭ «Тень-Маяк» заключается в том, что в заданном регионе с борта стабилизированного по трем осям космического аппарата в продолжении 10 - 15 минут, пока КА пересекает «мерное» поле континентального масштаба, бортовым радиомаяком излучаются зондирующие сигналы, представляющие собой метки времени в виде пакета минимальной длительности в формате протокола АХ25, в котором момент передачи пакета выставляется автоматически.

Зондирующее излучение принимается наземной измерительной УКВ-сетью. Задача каждого наземного участника эксперимента состоит в том, чтобы по меткам бортового времени зарегистрировать моменты начала и окончания приема зондирующего сигнала и направить эту информацию вместе с сообщением о своем географическом местонахождении на момент приема в Центр сбора и обработки информации.

Совокупность этих данных и расчетных сведений о текущем взаимном положении спутника и каждого приемника представляет собой итоговый экспериментальный материал, в результате обработки которого могут быть определены основные свойства «многолучевого» метода радиозондирования подспутникового пространства, в частности, оценена роль неодинаковой чувствительности приемных станций мерной сети.

Новизна эксперимента:

Новизна КЭ «Тень-Маяк» состоит в том, что радиозондирование пространства борт-Земля производится многолучевым методом с использованием транспортной цифровой среды сети ИНТЕРНЕТ для сбора научной информации.

Научная аппаратура:

Используется имеющаяся на борту аппаратура связи в радиолюбительском диапазоне длин волн «Спутник», работающая на частотах 145/430 МГц.

Ожидаемые результаты:

Выполнение КЭ «Тень-Маяк" позволит:

- приобрести уникальный опыт привлечения интеллектуального и технического потенциала международного радиолюбительского сообщества для мониторинга околоземного пространства и оценить возможность использования этого потенциала для перспективных научных проектов;

- опробовать «многолучевой» метод радиозондирования со спутника с использованием сети наземных радиолюбительских приемников, основанный на технологии пакетного радио;

- оценить ожидаемую эффективность использования этого метода радиозондирования для исследования плазменных и других неоднородностей искусственного и природного происхождения в подспутниковом пространстве и целесообразность связанных с его применением затрат;

- ввести новые лабораторные работы в учебный процесс в ВУЗах аэрокосмического и радиотехнического профиля.

Полученные результаты:

Проводится, начиная с МКС-14. В МКС-14 проведен пробный сеанс вспомогательного КЭ «Тень-Маяк» с использованием радиолюбительского оборудования на МКС в режиме ретранслятора по Европейской территории.

Цель сеанса: оценка по разбросу данных, полученных от близко расположенных наземных приемников, насколько неодинаковая чувствительность наземной измерительной сети может повлиять на точность измерений, а также проверить мобилизационные возможность сети и систему оповещения.

Эксперимент был проведен на витках 1872 и 1873. В наблюдении принимали участие 14 радиолюбителей на территории Европы. Оповещение о проведении сеанса КЭ «Тень-Маяк» было обнародовано в Интернете на сайте ЦНИИмаш и некоторыми средствами массовой информации 14 ноября.

Проведена первичная обработка информации, поступившей по Интернету от операторов радиолюбительской пакетной связи, участников эксперимента в проведенных сеансах. Всего в адрес

Центр сбора и обработки научной информации (ЦСОНИ) по Интернету поступило 9 пригодных для обработки сквозных записей приема зондирующего сигнала полевыми станциями (ЭО «Тень-Маяк» МКС-14 06.09.2007 №073-5/157).

В период выполнения миссии МКС-16 была проведена серия из 23 сеансов КЭ с использованием радиолюбительского оборудования на МКС в режиме ретранслятора по территории Европейского континента, таким образом, КЭ также проводился не в штатном варианте и по существу являлся вспомогательным. Для выполнения эксперимента бортовая аппаратура «Спутник» была включена практически на недельный срок в режим ретранслятора с единой частотой ретрансляции 145 825 кГц 25 ноября 2007 г. в 08.50. GMT и выключена 3 декабря 2007 г. В соответствии с рекомендациями Экспресс-отчета по МКС-14 от 06.09.2007 № 073-5/157 для Европейского мерного поля была назначена дополнительная наземная задающая радиостанция SQ2RH промежуточного положения по европейской трассе МКС в районе города Гдыня (Польша). Общее количество операторов радиолюбительской пакетной связи, принявших участие в экспериментах - 24. Всего в адрес Центр сбора и обработки научной информации (ЦСОНИ) по Интернету поступило около 70-ти пригодных для обработки сквозных записей приема зондирующего сигнала полевыми станциями (log-файлов). Продемонстрирована работоспособность программы UISS, Версии 4.0 и более усовершенствованной Версии 5.1 (автор Guy Roels, Belgium) генерации зондирующего сигнала в виде меток времени короткого маяка. Проведенные сеансы КЭ имели также общественный результат, поскольку по итогам их освещения было дополнительно подано более 20 заявок на последующее участие. (ЭО «Тень-Маяк» МКС-16).

В период МКС-25/МКС-26 выполнено 5 сеансов. с использованием радиолюбительского оборудования на МКС по территории центрального района Европейской части РФ.

Для выполнения эксперимента бортовая аппаратура «Спутник» по заявке постановщика КЭ 5, 6 и 7 октября 2010 г. ежесуточно включалась в режим ретранслятора с единой частотой ретрансляции 145 825 кГц на время ночного отдыха экипажа (ЭО «Тень-Маяк» МКС-25).

В связи с невозможностью проведения КЭ «Тень-Маяк» в режиме прямой передачи зондирующего сигнала с борта МКС в соответствии с заключением №58/27КСМ-782-11, в октябре-ноябре 2011 года были проведены три серии сеансов КЭ «Тень-Маяк» в режиме ретранслятора, который требует минимальной загрузки экипажа. Общее количество проведенных сеансов (объявленных мерных витков) - 18, общее количество операторов, принявших участие в наблюдениях -24, представлено отчетов полевых станций (лог-файлов) - 96.

В период подготовки к проведению серии сеансов КЭ «Тень-Маяк» было выполнено уже опробованное ранее мероприятие по размещению оповещений и информационных материалов в Интернете на популярных радиолюбительских сайтах "QRZ.RU" и "ISS Fan Club". Кроме того, информация по КЭ «Тень-Маяк» в инициативном порядке была размещена на домашних страницах некоторых участников экспериментов.

Поскольку КЭ «Тень-Маяк» выполняется по секции "Космическое образование и популяризация космической деятельности" Координационного научно-технического совета (КНТС) Роскосмоса, как на этапе подготовки, так и на этапе проведения осенней серии сеансов эксперимента особое внимание было уделено привлечению к участию в данном проекте учебных заведений. В результате прямых контактов и в инициативном порядке сформировалась группа учебных заведений, в той или иной мере заинтересованных в использовании процедуры КЭ «Тень-Маяк» в учебном процессе (Московский авиационный институт, Иркутский государственный университет,Юго-Западный государственный университет, Белорусский государственный университет, Государственное учреждение Центр социальной помощи семье и детям "Печатники" (ГУ ЦСПСиД "Печатники")). Следует особо отметить, что инициативой Центра социальной помощи семье и детям "Печатники" (ГУ ЦСПСиД "Печатники") фактически была предложена новая форма использования методики КЭ "Тень-Маяк" для практических занятий в учебных заведениях, а именно проведения коллективных сеансов приема зондирующего сигнала, которая может быть особенно успешно и эффективно применима для внеклассной работы в средней школе. Такие коллективные сеансы целесообразно предварять рассказом о постановке и мотивах проведения КЭ "Тень-Маяк", его целях, задачах и ожидаемых результатах., а в ходе сеанса демонстрировать текущее движение спутника, используя наглядные прогнозные программы типа «Орбитрон».

В ходе выполнения данной серии КЭ "Тень-Маяк" был отлажен новый инструмент повышения оперативности и эффективности управления наземной измерительной сетью, а именно специализированный сайт КЭ «Тень-Маяк» в составе портала КНТС Роскосмоса, обеспечивающий автоматическую регистрацию участников КЭ и оперативную рассылку срочных оповещений и новостей.

Предварительные результаты эксперимента подтвердили принципиальную возможность использования «многолучевого» метода радиозондирования подспутникового пространства. Проявлена активная заинтересованность широкой научной общественности. К настоящему времени на Веб-сайт КНТС подано свыше 150 заявок на участие в эксперименте, в результате чего сформированы работоспособные Европейское и Северо-Американское континентальные мерные поля с достаточно густой сетью наземных приемников. Разработан проект лабораторной работы на основе методологии КЭ «Тень-Маяк» для ВУЗов аэрокосмического и радиотехнического профиля. Предложена новая форма внеклассной работы в средней школе, а именно проведения коллективных сеансов приема зондирующего сигнала в КЭ «Тень-Маяк».

Сроки проведения: 2009-2013 г.
Состояние эксперимента: Завершен
Организация постановщик: ФГУП ЦНИИмаш
Организации участники: РКК «Энергия» им. С.П. Королева; МАИ; ЦПК им.Ю.А.Гагарина
Научный руководитель: Алифанов О.М., МАИ, д.т.н., профессор, член-корреспондент РАН
Публикации по эксперименту:

Список публикаций в процессе редактирования.

Последнее обновление: 10.07.2019
Страна: Россия