ТРЕБОВАНИЯ К СОСТАВУ И ХАРАКТЕРИСТИКАМ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕКТРОПЛАЗМЕННОЙ ОБСТАНОВКИ ВОКРУГ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ

© Е.А.Лалетина, Е.М.Твердохлебова, О.Ю.Криволапова, А.А.Сизов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2013 г.

Учёт собственных электромагнитных полей вокруг космического аппарата (КА) играет важную роль в непрерывном измерении параметров ионосферы и магнитосферы Земли. Формирование полей обусловлено взаимодействием поверхности КА с окружающей плазменной средой, а также собственными излучениями его бортовых систем. Создание комплекса диагностической аппаратуры для исследования электроплазменной обстановки должно проводиться с учётом анализа всех факторов, формирующих электромагнитные и плазменные параметры вблизи КА, а также с учётом основных геофизических явлений, происходящих на Солнце и в магнитосфере Земли.

Выполненные ранее исследования экспериментально продемонстрировали наличие электрических полей вокруг крупногабаритных КА в условиях их движения в ионосфере и возможность их возрастания в локальных областях поверхности до величин, ведущих к разрядным эффектам. Этот фактор может сыграть значительную роль при анализе причин сбоев в работе научных и бортовых систем, а также при анализе причин нарушения целостности материалов покрытий КА.

На примере эксплуатации Международной космической станции (МКС) стало очевидным, что функционирование на орбите крупногабаритных пилотируемых космических комплексов (ПКК) имеет ряд особенностей. Они связаны с возникновением электрических и магнитных полей в газоплазменном окружении станции и их влиянием на работу бортовых систем и динамику полёта. Поэтому исследования закономерностей процессов в газоплазменном окружении ПКК, диапазонов параметров среды и электромагнитных полей, их влияния на эффективность и надёжность работы ПКК, являются актуальной и непременной составляющей решения проблемы взаимодействия ПКК со своим электроплазменным окружением.

В ходе лётного эксперимента были проведены исследования влияния различных факторов на характеристики плазменного окружения. Были проанализированы следующие факторы: магнитное поле Земли, набегающий поток ионосферы, солнечное излучение, ориентация МКС на орбите, угловое положение солнечных батарей, геометрия МКС. Анализ влияния магнитного поля Земли показал доминирующее воздействие направления вектора магнитной индукции на динамические характеристики плазменного окружения.

Приводятся результаты космических экспериментов и требования к составу и характеристикам бортовой аппаратуры мониторинга электроплазменной обстановки на внешней поверхности КА.