СМАЙЛ (космический проект) (VBGWL (tkvbncyvtnw hjkytm))
| SMILE | |
|---|---|
| Solar Wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer | |
|
SMILE_Sun-Earth_connection.jpg | |
| Заказчик |
 ЕКА /  КАН |
| Производитель | Airbus (инструментальный модуль) |
| Оператор | Европейское космическое агентство и Китайская академия наук |
| Стартовая площадка | Космодром Куру |
| Ракета-носитель | Вега-С или Ариан-6 |
| Запуск | 2024 (план) |
| Технические характеристики | |
| Масса | 2200 кг |
| Мощность | 850 Вт |
| Элементы орбиты | |
| Тип орбиты | Высокая эллиптическая орбита |
| Наклонение | 70° или 98° |
| Период обращения | около 50 часов |
| Апоцентр | 121 182 км |
| Перицентр | 5000 км |
| Целевая аппаратура | |
| SXI | детектор мягкого рентгеновского излучения |
| UVI | детектор ультрафиолета |
| LIA | детектор легких ионов |
| MAG | магнитометр |
| Логотип миссии | |
|
SMILE insignia.png |
|
| sci.esa.int/web/smile | |
 Медиафайлы на Викискладе | |
#/media/File:SMILE_Sun-Earth_connection.jpg){kind=link}
#/media/File:SMILE_insignia.png){kind=link}
СМАЙЛ (англ. SMILE, Solar Wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer, то есть Исследование связи между солнечным ветром, магнитосферой и ионосферой) — планируемый совместный космический проект Европейского Космического Агентства (ЕКА) и Китайской Академии наук (КАН). СМАЙЛ впервые будет одновременно наблюдать земную магнитосферу в мягких рентгеновских лучах и ультрафиолете, что позволит по-новому взглянуть на динамическое взаимодействие между солнечным ветром и магнитосферой. Главные научные вопросы проекта СМАЙЛ следующие:
- Какие существуют основные режимы взаимодействия солнечного ветра с дневной магнитосферой?
- Какие процессы формируют цикл суббури?
- Как возникают магнитные бури, связанные с корональными выбросами, и какова их связь с суббурями?
Запуск спутника планируется в 2024 году[1].
Введение
[править | править код]Спутник будет использовать рентгеновскую и ультрафиолетовую камеры (инструменты SXI и UVI) для получения снимков и видеоизображений дневной магнитопаузы (внешней границы магнитосферы), полярных каспов (областей, где частицы солнечного ветра могут проникать в земную магнитосферу и ионосферу) и аврорального овала (области наиболее частого появления полярных сияний). Кроме этого СМАЙЛ включает два инструмента для прямых (in situ) измерений: анализатор ионов (LIA) и магнитометр (MAG).
СМАЙЛ должен находиться на достаточном удалении от Земли, чтобы одновременно наблюдать дневную магнитопаузу (с помощью SXI) и авроральные овалы (UVI). С этой целью была выбрана высокая эллиптическая орбита с планируемым углом наклона над плоскостью эклиптики 70 или 98 градусов (в зависимости от выбора ракеты-носителя) и апогеем около 19 земных радиусов (121 182 км). Благодаря такой орбите, СМАЙЛ будет проводить примерно 80 % времени на достаточно большом удалении от Земли, позволяющем вести дистанционные наблюдения непрерывно в течение 40 часов. Другим достоинством такой орбиты является относительно небольшое время, которое спутник будет проводить в радиационных поясах. СМАЙЛ будет запущен на низковысотную орбиту ракетами Вега-C или Ариан-6 с космодрома Куру во Французской Гвиане, а затем двигатель спутника выведет его на заданную орбиту с перигеем около 5000 км.
СМАЙЛ состоит из платформы, разрабатываемой КАН, соединенной с инструментальным модулем на котором размещены почти все научные приборы и коммуникационная система (разрабатывается ЕКА). Инструментальный модуль будет создан компанией Airbus. Платформа состоит из двигателя и служебного модуля, а также 2 детекторов прибора по измерению ионов. Операционный центр спутника будет управляться Китайской Академией Наук, КАН и ЕКА будут совместно руководить научным операционным центром.
Приборы
[править | править код]На спутнике будут установлены 4 прибора.
- Детектор мягкого рентгеновского излучения (Soft X-ray instrument, SXI) — широкоугольный телескоп, использующий микропористую оптику. Прибор позволит определять положение, форму и перемещение магнитосферных границ, таких как отошедшая ударная волна, магнитопауза и каспы благодаря регистрации излучения, возникающего в процессе обмена зарядов с солнечным ветром (solar wind charge exchange). Прибор оборудован двумя ПЗС-детекторами, работающими в энергетическом диапазоне от 0.2 до 2.5 кэВ и имеющими оптический угол обзора 15,5°×26.5°. Телескоп разрабатывается, конструируется и будет калиброван в Университете Лестера (Великобритания) при участии других европейских научных центров. Программное обеспечение будет разработано в партнерстве с Китайским Национальным Космическим Научным Центром.
- Детектор ультрафиолетового излучения (UltraViolet instrument, UVI) — камера для наблюдения северной авроральной области, с её помощью можно будет увидеть отражение магнитосферных процессов в ионосфере. Инструмент состоит из камеры с КМОП-детектором, работающей в диапазоне длин волн около 160—180 нм, с углом обзора 10°×10°. Пространственное разрешение в апогее составляет 150 км, временное разрешение около 60 секунд. Разработка прибора осуществляется совместно Университетом Калгари (Канада), Китайским Национальным Космическим Научным Центром и КАН, Полярным Исследовательским Институтом (Китай) и Космическим Центром в Льеже (Бельгия).
- Детектор легких ионов (Light Ion Analyser, LIA) — прибор для определения свойств и поведения ионов солнечного ветра и магнитослоя при различных условиях с помощью измерения трехмерной функции распределения протонов и альфа частиц. Инструмент состоит из двух цилиндрических электростатических анализаторов, смонтированных на противоположных сторонах платформы. Таким образом, может быть получено полностью трехмерное (4 π) распределение ионов в энергетическом диапазоне от 50 эВ до 20 кэВ с временным разрешением 0.5 с. Прибор разрабатывается совместно Китайским Национальным Космическим Научным Центром, КАН, Университетским Колледжем Лондона (Mullard Space Science Laboratory, UCL) и НЦНИ/Политехнической школой (Франция).
- Магнитометр (MAG) — прибор для измерения трех компонент магнитного поля в солнечном ветре и магнитослое, с его помощью, в частности, можно будет отмечать прохождение спутника через ударные волны и разрывы солнечного ветра. Два трехосных сенсора будут смонтированы на удалении от спутника на трехметровой антенне на расстоянии 80 см друг от друга, в то время как блок электроники будет находиться в основной части спутника. Такая конфигурация позволит прибору работать как градиометр и с высокой точностью определять магнитное поле космической плазмы, в то время как магнитное поле самого спутника будет удалено из измерений. Рабочий интервал прибора +/- 12800 нТ. Прибор разрабатывается совместно Китайским Национальным Космическим Научным Центром, КАН и Космическим Исследовательским Институтом Австрийской Академии Наук.
Рабочие группы
[править | править код]Для подготовки миссии было создано несколько рабочих групп.
Рабочая группа по прямым измерениям (in-situ science)
[править | править код]Деятельность этой группы состоит в оптимизации дизайна и операций приборов, в планировании калибровки данных, уточнении научных задач прямых измерений, а также во взаимодействии с другими магнитосферными проектами.
Группа оказывает необходимую поддержку проекта СМАЙЛ, так как научная интерпретация данных с рентгеновской камеры требует использования магнитосферных моделей. Группа занимается решением следующих задач.
- Сравнение результатов численных МГД моделей и оценка необходимых критериев точности для прибора SXI.
- Метод определения магнитосферных границ (в частности, положения магнитопаузы) по данным SXI.
- Другие научные задачи.
Рабочая группа по наземным измерениям и другим научным задачам
[править | править код]Группа координирует поддержку проекту в солнечно-земном научном сообществе. В частности, задачей группы является координация наблюдений по проекту с другими наблюдениями на Земле и в космосе. Например, возможна координация наблюдений на СМАЙЛЕ с наземными радарами SuperDARN или EISCAT 3D, а также с будущими космическими миссиями. Также эта группа разрабатывает программное обеспечение для комбинируемой обработки данных.
Рабочая группа по общественным связям
[править | править код]Группа призвана донести информацию о проекте до широкой публики, до любительских объединений, интересующихся космической физикой, и до учащихся школ.
История проекта
[править | править код]Предыдущим примером успешного сотрудничества между ЕКА и КАН был проект Double Star. Проект СМАЙЛ предполагает гораздо более глубокое сотрудничество на всех этапах, от проектирования миссии и до запуска и последующей обработки результатов. После нескольких рабочих встреч в январе 2015 г. была подготовлена совместная заявка на конкурс. Проект СМАЙЛ победил в конкурсе из 13 проектов, посвященных разным областям астрофизики, гелиофизики и фундаментальной физики. Заявка была подготовлена совместно Университетским Колледжем Лондона и Китайским Национальным Космическим Научным Центром. С июня по ноябрь 2015 миссия прошла первоначальное обсуждение, и одобрение проекта было дано научным программным комитетом ЕКА в ноябре 2015. Рецензирование системных требований было завершено в октябре 2018, а окончательное утверждение проекта в ЕКА было получено в марте 2019.
Примечания
[править | править код]- ↑ SMILE Summary (англ.). ESA Science & Technology (21 апреля 2021). Дата обращения: 21 апреля 2021. Архивировано 22 апреля 2021 года.
Ссылки
[править | править код]- ЕКА СМАЙЛ сайт (общая информация): http://sci.esa.int/smile
- ЕКА СМАЙЛ сайт (научная рабочая группа): https://www.cosmos.esa.int/smile
- Китайская академия наук (СМАЙЛ): http://english.cssar.cas.cn/smile/
- Университетский Колледж Лондон (СМАЙЛ): http://www.mssl.ucl.ac.uk/SMILE/
- Университет Лестера (прибор SXI): https://www2.le.ac.uk/departments/physics/research/src/Missions/smile/soft-x-ray-imager-sxi
- Рабочая группа по моделированию: http://smile.alaska.edu