«Арктика-М» – не только снимки: аппарат также проконтролирует магнитосферу, ионосферу и верхнюю атмосферу Земли и расскажет о космической погоде

Первый космический аппарат новой спутниковой системы «Арктика-М», запущенный в конце февраля и уже присылающий с высокоэллиптической орбиты уникальные снимки северных широт, также позволит прогнозировать космическую погоду – в холдинге «Российские космические системы» (входит в Госкорпорацию «РОСКОСМОС») разработан и изготовлен уникальный гелиогеофизический аппаратурный комплекс ГГАК-ВЭ, который измеряет значения магнитного поля Земли, космические потоки электронов и протонов. Приборы комплекса, установленные на «Арктике-М», будут проводить мониторинг характеристик околоземной среды при солнечных вспышках и геомагнитных бурях, которые влияют на распространение радиоволн, работу промышленных и энергетических систем, коммуникационного оборудования и транспортных трубопроводов.

Тактико-техническое задание на комплекс ГГАК-ВЭ «Арктики-М» разрабатывалось с участием Росгидромета. ГГАК-ВЭ должен предоставить экономике России опережающие данные об активности Солнца, магнитных бурях и радиационной обстановке в околоземном пространстве. Космическая погода влияет на условия радиосвязи, установку ограничений по перелетам для пилотов самолетов, а ее своевременное прогнозирование позволит подготовиться к происшествиям на электросетях и исключить события, когда происходят масштабные отключения электроэнергии из-за сильных магнитных бурь.

Главный конструктор гелиогеофизического аппаратурного комплекса РКС Алексей КОВАЛЕВ: «ГГАК-ВЭ должен измерять значения магнитного поля Земли на орбите, космические потоки электронов и протонов – часть измерений будет проводиться впервые. Комплекс создавался в кооперации с ведущими институтами отрасли: Институтом прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова, Институтом космических исследований Российской академии наук и Научно-исследовательским институтом ядерной физики имени Д.В. Скобельцина Московского государственно университета имени М.В. Ломоносова. В комплексе установлены унифицированные приборы, также работающие в непрерывном режиме на геостационарном космическом аппарате «Электро-Л».

Гелиогеофизический аппаратурный комплекс ГГАК-ВЭ предназначен для непрерывного получения гелиогеофизических данных на высоте орбиты для контроля и прогноза радиационной обстановки в околоземном космическом пространстве и состояния геомагнитного поля, диагностики и контроля состояния естественных и модифицированных магнитосферы, ионосферы и верхней атмосферы Земли. Часть приборов ГГАК-ВЭ была изготовлена в Институте прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова, их калибровку обеспечивала его метрологическая служба на созданной ранее распределенной эталонной базе. Там также был развернут, прошел межведомственные комплексные испытания и участвует в летных  испытаниях автономный пункт приема гелиогеофизической информации, которая после включения ГГАК-ВЭ в режиме реального времени поступает в Гелиогеофизическую службу Института.

Специальное конструкторское бюро Института космических исследований Российской академии наук обеспечило разработку и изготовление интерфейсного электронного блока БНД-ВЭ – блока накопления данных ГГАК-ВЭ, который осуществляет сбор информации от приборов, отвечает за ее упаковку, хранение и сброс на бортовые системы «Арктики-М».

НИИЯФ имени Д. В. Скобелицына МГУ им. М. В. Ломоносова с 1945 года является ключевым центром ядерно-физических исследований. Для фундаментального и прикладного изучения природы и характера космических излучений приборы НИИЯФ МГУ устанавливаются на различные спутники – первые датчики еще сопровождали полет собак в космос. На аппараты российской метеогруппировки устанавливаются приборы, обеспечивающие регистрацию протонов, электронов в широком энергетическом диапазоне от единиц до сотен МэВ (мегаэлектронвольт), то есть от регулярных космических воздействий до тяжелых заряженных частиц.

Научно-производственное предприятие «Астрон Электроника» для ГГАК-ВЭ разработало магнитометрическую аппаратуру ФМ-ВЭ, которая состоит из блоков датчиков, расположенных на выносной штанге космического аппарата, и блока электроники. Первичная оценка принятых целевых и телеметрических данных показала работоспособность этой аппаратуры ГГАК-ВЭ; на следующих этапах летных испытаний «Арктики-М» будет проводиться всесторонняя оценка данных.

Аппаратура «Арктики-М» стала дальнейшей эволюцией бортовых систем и целевых приборов метеорологических геостационарных космических аппаратов серии «Электро-Л» и отличается более широким использованием современных отечественных компонентов. Кроме ГГАК-ВЭ, в РКС для нового космического аппарата разработано основное целевое устройство – многозональное сканирующее устройство, а также бортовая система сбора данных, аппаратура командно-измерительных систем и бортовой радиотехнический комплекс.

Космический аппарат «Арктика-М» изготовлен в АО «НПО Лавочкина» и запущен с космодрома Байконур 28 февраля 2021 года. Он предназначен для мониторинга гидрометеорологической и гелиогеофизической обстановки высоких широт, а также для работы международной спутниковой поисково-спасательной системы КОСПАС-САРСАТ. Создание российских спутниковых систем на высокоэллиптических орбитах необходимо для информационного обеспечения оперативной метеорологии, гелиогеофизики, гидрологии, агрометеорологии, мониторинга климата и окружающей среды в арктическом регионе Земли.

Космическая система «Арктика-М» будет непрерывно предоставлять оперативную информацию о состоянии атмосферы и поверхности Арктического региона Земли Гидрометцентру России. Это позволит повысить точность моделей при составлении краткосрочных прогнозов погоды, поможет отслеживать чрезвычайные ситуации и проводить экологический контроль окружающей среды. Массивы новых данных планируется использовать и в научных целях для фундаментальных гидрометеорологических исследований, в том числе для изучения феномена глобального потепления.