проекты лаборатории

"ТУС" на борту МКА "Ломоносов" Детектор космических лучей предельно высоких энергий на борту спутника "Ломоносов"

JEM-EUSO Международный эксперимент, широкоугольный линзовый телескоп для изучения космических лучей предельно высоких энергий с борта МКС

УФ атмосфера (mini-EUSO) Космический эксперимент на борту Российского сегмента МКС для исследования УФ свечения ночной атмосферы Земли.

НИР "ТАЯ" Разработка комплекса научной аппаратуры для космического эксперимента по изучению ТАЯ

"КЛПВЭ" Детектор космических лучей предельно высоких энергий на борту Международной космической станции

AURA Детектор УФ излучения на спутнике "ВДНХ-80"

Pulsating Aurora Imaging System

"Транзиентные атмосферные явления"

Комплекс научной аппаратуры космического эксперимента "ТАЯ" на спутниковой платформе. Белым цветом показаны три блока ШЛТ, фиолетовым – ПЧС, светло-синим – ИК камера, синим – ДУФиК.

В последнее десятилетие повышается интерес к исследованиям транзиентных атмосферных явлений (ТАЯ) с использованием средств космической техники. Одним из главных направлений исследования становится измерение спектра электромагнитного излучения ТАЯ во времени, измерение пространственной структуры ТАЯ. При наблюдении с борта ИСЗ транзиентов, развивающихся выше озонового слоя, становятся доступными данные об излучении в широкой полосе УФ с длиной волны менее 320~нм, которые в наземных условиях не видны из-за поглощения в озоновом слое атмосферы.

В ряде недавних спутниковых экспериментов ("Университетский-Татьяна", "Университетский-Татьяна-2", "Вернов") получено много интересных результатов в области исследования транзиентных явлений в атмосфере Земли, которые нужаются в дальнейшем детальном изучении и верификации. Среди них отметим следующие:

1. регистрация ТАЯ вне грозовых областей и вдали от облачного покрова,
2. регистрация ТАЯ в широком диапазоне по числу фотонов в атмосфере от 10²⁰ до 10²⁶ фотонов, но, в то же время, для определения полной энергии, выделяемой ТАЯ в атмосферу, требующую измерений в области еще больших чисел фотонов,
3. зависимость географического распределения ТАЯ от полного числа фотонов в событии (и, возможно, их типа),
4. обнаружение "выстроенности" регистрируемых ТАЯ вдоль геомагнитного меридиана ("серии" ТАЯ вдоль витка спутника "Университетский-Татьяна-2", орбита которого направлена практически вдоль геомагнитного меридиана),
5. регистрация кратковременного (порядка нескольких миллисекунд) возрастания потоков электронов вне атмосферы (данные экспериментов Fermi и SAMPEX).

В соответствии с этим, основными задачами исследования являются:

1. Получение дополнительных данных о природе ТАЯ с малым числом фотонов в диапазоне ультрафиолета <10²², в том числе
2. изображение светящейся области атмосферы с помощью камеры со светосилой, превышающей примененную светосилу видеокамер в
3. предыдущих работах.
4. Получение дополнительных данных о распределении событий ТАЯ с cамыми большими числами фотонов >10²⁶. Эти измерения позволят определить диапазон событий ТАЯ, которые вносят основной вклад в энергию выделяемую событиями ТАЯ в атмосферу.
5. Получение сведений о спектральном составе излучения молний и ТАЯ, корреляции спектрального состава и пространственно-временного изображения вспышек.
6. Получение дополнительных данных о частоте событий ТАЯ и молний в активных грозовых районах над континентами в приэкватоиальной области Земли, а также сравнение этих данных для отдельных районов Земли, в том числе над океанами.
7. Получение дополнительных данных о характеристиках ТАЯ, следующих сериями вдоль магнитного меридиана.
8. Получение дополнительных данных о выходе электронов высокой энергии в магнитосферу в отдельных случаях ТАЯ, которые соответствуют модели развития разряда на убегающих электронах.
9. Исследование ТАЯ вне грозовых районов и изучение природы таких явлений.

Помимо изучения транзиентных (быстрых) свечений стоит отметить, что немаловажной задачей является постоянный мониторинг интенсивности непрерывного свечения атмосферы Земли, т.к. его медленные вариации связаны как с антропогенным воздействием на атмосферы ("снизу"), так и проникновением космической радиации ("сверху"), а так же состоянием верхних слоев и ионосферы.

Для реализации комплексных исследований транзиентных явлений в атмосфере Земли и решения прикладных задач по изучению спектров излучения движущихся объектов предлагается следующий состав научной аппаратуры, который должен быть размещен на одном КА.

1. Широкоугольный линзовый телескоп (ШЛТ).
2. Пространственно-чувствительный спектрометр (ПЧС).
3. Детектор заряженных частиц (ДЗЧ).
4. Детектор УФ и ИК излучения (ДУФиК).
5.  Инфракрасная камера (ИКК).