Научно-образовательные космические проекты МГУ им. М.В. Ломоносова презентация

Содержание

Плесецк 20.01.2005 06час.00мин. Старт ракеты-носителя «Космос-3м» с микроспутником «Университетский – Татьяна»

Слайд 1


Научно-образовательные
космические проекты

МГУ им. М.В. Ломоносова





Слайд 2 Плесецк 20.01.2005
06час.00мин.

Старт ракеты-носителя «Космос-3м» с

микроспутником «Университетский – Татьяна»

Слайд 4 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МИКРОСПУТНИКА
Орбита:
высота - 950-970 км
наклонение - 83о.
Масса – 31,6 кг
Масса научной

аппаратуры НИИЯФ 8,5кг
Срок активного существования - >1года
( реально – 25, 5 мес.)
Точность ориентации - (1.0 – 3.0)0.
( реально - хуже)
Радиоканал – 135 Мгц – вверх, 435 МГц - вниз
Характеристики СЭП:
мощность среднесуточная – 7 Вт;
Окончание миссии - 7 марта 2007г

Слайд 6Solar flare January, 20, 2005

Татьяна


Слайд 7UV (300- 400 nm) spectra
of atmospheric emissions


UV (300-

400 nm) spectra
of atmospheric emissions


What is the role of energetic particles?


Слайд 8














«Университетский-Татьяна»,
февраль, 2005г.
Экватор

UV – flashes (~ msec)
spatial distribution
Up to 10

MJ!

Слайд 10Основные итоги
Успешная работа в течение двух с половиной лет;
Микроспутник может выполнять

серьёзные научные задачи;
Разработаны многочисленные учебно-методические материалы;
Сформировалось университетское сообщество, способное разрабатывать совместные научно-образовательные программы


Слайд 11Татьяна - 2

Цель научной программы проекта :
Исследование вспышек

электромагнитного излучения в верхней атмосфере Земли (TLE – Transient Light Events), с помощью аппаратуры, регистрирующей энергетические и пространственно-временные характеристики вспышки

Слайд 12 Татьяна-2
Комплекс детекторов:
1. Детектор УФ и красного излучения.
2. Детектор заряженных

частиц с эфф. площадью
400 cм2.
3. MTEL - короткофокусный УФ телескоп, покрывающий область атмосферы 160×160 км с разрешением 20 км.
4. MTEL - длиннофокусный УФ телескоп, покрывающий область атмосферы 56×56 км с разрешением 7 км.
5. Измерение временных профилей.

Слайд 13В новых проектах для наблюдений транзиентных световых явлений в атмосфере
Земли

будут применены новые ультрафиолетовые телескопы
с адаптивной оптикой

Слайд 15Перспективные проекты НИИЯФ МГУ 2011 - 2014гг.

НУКЛОН (ОКР в программе

Роскосмоса)‏
ТУС (ОКР в программе Роскосмоса)‏
РЭЛЕК (ОКР в программе Роскосмоса)
ИНТЕРГЕЛИОЗОНД ‏


ЛОМОНОСОВ

Слайд 16«Ломоносов»


Слайд 17«Ломоносов»
Наблюдение космических лучей сверхвысоких энергий
одновременные наблюдения гамма-всплесков в оптикеи гамма-лучах

Исследование

источников и механизмов ускорения

Научные задачи


Слайд 18














Atmosphere
The Earth's surface
TUS field of vision
UV-collector
Satellite
Secondary
electrons
Primary particle
~10*19 - 10 *20 эВ
Fluorescent

emission

Cherenkov emission

Nmax



«Ломоносов»


Слайд 19 Experimental facility TUS on-board «Lomonosov»
Total mirror area – 1,68 m2
Altitude

H=550km
Covered surface – 5000 km2
Active life period – 5 years
Lower energy limit - 5.1019 eV

Слайд 20«Lomonosov»
2. Studies of transient phenomena
in the Earth's upper atmosphere
Scientific

missions

TUS facility will be used for transients’ studies within UV-range


Слайд 21«Lomonosov»
3. Simultaneous studies of gamma-bursts
by means of optic cameras

and gamma-detectors

Central engine ?
Prompt radiation

Scientific missions


Слайд 22ОБЩИЙ ВИД КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА «МИХАЙЛО ЛОМОНОСОВ»
Унифицированная космическая платформа


Комплекс целевой аппаратуры


Слайд 23 ТУС (ТрековаяУСтановка)
Задача – наблюдение частиц сверх- и ультравысоких энергий

(до 20 Дж на частицу!) с помощью орбитального детектора, как альтернатива (или дополнение!) гигантским наземным установкам по регистрации ШАЛ

Слайд 24TUS Mission
Main goal is detection of Extreme Energy Cosmic Rays. For

this goal
a large mirror-concentrator is needed. Pixels cover 4000 km2 of the atmosphere (orbit height 450 km). For detection of TLE a pinhole camera is incorporated.

Satellite scientific payload:
mass 60 kg,
electric power 60 Wt,
orientation to nadir ±3º
mirror-concentrator area 2 m2


Слайд 25 Глобальная цель – поиски природного «ускорителя», разгоняющего частицы до энергий

в миллионы раз больших чем на земных ускорителях.

Аппаратура – сегментированное зеркало диаметром 1,8 м с матрицей малоинерционных фотоумножителей в фокусе.
Исполнители: ЦСКБ «Прогресс», НИИЯФ МГУ, «Космическая регата», ОИЯИ (Дубна)

Слайд 26






Первый образец составного зеркала, работающего по принципу Френеля, подготовлен

для детектора ТУС.

Слайд 27Образец одного сегмента зеркала


Слайд 28В проекте ТУС-М предлагается создать орбитальный флуоресцентный детектор космических лучей ультравысоких

энергий (Е>1019 эВ) на борту МКС. По своей эффективной «экспозиции» такой детектор эквивалентен наземной установке Оже, создаваемой в Аргентине.

Площадь зеркала 10м2
Фотоприемник 2500ФЭУ
Размер ячейки 15мм
Масса детектора 170 Кг
Потребляемая энергия <200 вт


Слайд 29Для детектора ТУС-М разрабатывается составное зеркало- концентратор. В транспортном положении зеркало

(и фотоприемник) должны поместиться в корабле «Прогресс».

В рабочем положении
зеркало разворачивается
до площади 10 кв. метров.

Слайд 30BDRG + SHOK
X-ray, Gamma measurements,

Optical cameras for GRB’s
Trigger formation for GRB. measurements

Parameters:
Total mass: 30±5 kg;
Power cons: up to 70 W
Telemetry: up to 9 Gb/day

SINP/ MSU, GAISh/MSU


Слайд 31UFFO
Ultra Fast Flash Observatory UFFO Burst

Alert & Trigger Telescope
Goals:
-GRB observations in UV, Gamma & X-ray, trigger formation.

EWHA Womans Univ. (Korea), Danmark; UCB,USA; Norway; Spain; SINP /MSU

Parameters:
Dimensions: 600х600х200 mm; Power cons: 20 W;
Mass: 20±3 кг;
Telemetry: 100 Mb/day


Слайд 32DEPRON
Goals:
- Charged particles fluxes measurements;
- Radiation monitoring .
SINP/MSU
Parameters:
Dimensions: 220х150х70 mm;
Mass:

4±5 kg;
Power cons: 5 W;
Telemetry: 10 Mb/day

Слайд 33ELFIN-L
Goals:
- Magnetic field measurements;
- Charged particles fluxes

measurements

UCLA, USA; SINP/MSU, Russia

Parameters:
Dimensions:200х100х720 mm. Mass: 3±1 kg;
Telemetry: 10 Mb/day;
Power cons: 5 W


Слайд 34BI
Information Unit
BI tusks:
- control of scientific payload power;
- control of scientific

payload instruments operation;
- On-line data processing;
- Formation of telemetric frame of scientific data;
- GRB trigger generation and alert of event

Collaboration : MSU

parameters:
power: 30±3 W; mass: 10±2 kg;
informativity: 40 Мb/day


Слайд 35НУКЛОН
Цель – прямая регистрация космических лучей в энергетическом диапазоне 1012

– 1015 эВ с поэлементным разрешением заряда в области Z =1 – 30;
Масса научной аппаратуры – 165 кг;
Общая масса полезной нагрузки – 265 кг;
Энергопотребление – 120 Вт;
Планируемый запуск 2011-2012 гг;
Планируемая продолжительность миссии – 5 лет

Слайд 36Состав аппаратуры
«Слоистая структура» с габаритными размерами 500х500х270 мм:
-

4 слоя падовых детекторов (измерение заряда первичной частицы);
- 6 слоёв микростриповых детекторов ( определение энергии, локализации места и траектории частицы);
- 6 слоёв позиционно-чувствительных сцинциляционных детекторов (выработка триггерного сигнала)

Слайд 37

Nucleon experiment intended on study of very-high energy cosmic ray composition

at the «knee» region ( < 1 PeV). Instrument is planned to be installed as the by-pass payload on the serial spacecraft.

Слайд 38РЭЛЕК
Основные задачи:
- Регистрация релятивистских электронов и их воздействие на атмосферу

Земли;
Реакция атмосферы на это воздействие;
Литосферно-ионосферные связи;
Атмосферно-ионосферные связи;
Регистрация нейтральных излучений Солнца ( в частности нейтронов);
Собственная внешняя атмосфера КА.


Слайд 39Что измеряет аппаратура РЭЛЕК
Протоны: от 3 МэВ до 50

МэВ;
Электроны: от 0,2 МэВ до 10 МэВ;
Нейтроны: от 0,01 эВ до 1 МэВ;
Рентген: от 10 кэВ до 100 кэВ;
Альфа-частицы: от 70 МэВ;
Накопленную дозу от 0 до 65000 Рад;
Н/ч и в/ч компоненты электромагнитных волн;
Квазипостоянные магнитное и электрическое поля;
Ультрафиолетовое свечение атмосферы

Слайд 40Принципиальные требования к аппаратуре
Одновременные наблюдения с высоким временным разрешением вариаций потоков

энергичных электронов и протонов и интенсивности низкочастотного электромаг-нитного излучения.
Измерение тонкой временной структуры транзиентных явлений в оптике, УФ, рентгеновском и гамма диапазонах.
Мониторирование заряженного и нейтраль-ного компонентов аппаратурного фона в различных областях околоземного пространства.

Слайд 41Характеристики приборов
детекторы электронов: широкий энергетический диапазон (~0.1-10.0 MэВ), временное разрешение ~1

мс, возможность измерения питч-угловог распределения, широкий динамический диапазон (от ~0.1 до 105 част./cм2с).
Низкочастотный анализатор: измерение по крайней мере двух компонентов электрического или магнитного поля, частотный диапазон ~0.1-10 кГц.
Рентгеновские и гамма детекторы: временное разрешение ~1 мкс, чувствительность к регистрации всплеска ~10-8 эрг/cм2.
Дополнительно: возможность регистрации протонов с энергями > 1 MэВ, широкопольные наблюдения атмосферы в оптике, УФ, рентгеновских и гамма-лучах с возможностью получения оптических изображений.


Слайд 42Аппаратура
ДРГЭ-1 и ДРГЭ-2 - два идентичных блока детекторов рентгеновского, гамма излучения

и высокоэнергичных электронов с высоким временным разрешением и чувствительностью.
ДРГЭ-3 - блок трех детекторов энергичных электронов, протонов и гамма-квантов, ориентированных по 3 осям.
Teлескоп-T - прибор для получения оптических изображений.
ДУФ - детектор УФ излучения
БЧК - блок регистрации заряженных и нейтральных частиц и квантов
НЧА - низко-частотный анализатор
РЧА - радиочастотный анализатор
DOSTEL - блок дозиметрических измерений
БЭ - блок управления и сбора данных

Слайд 43Блок ДРГ-1 (ДРГ-2)
Два идентичных фосвич детектора NaI(Tl)/CsI(Tl)/пластмассовый сцинтиллятор, оба ориентированы

в надир
Физические характеристики:
X- и гамма кванты электроны
энергетический диапзон 0.01-2.0 MэВ, 0.2-10.0 MэВ
эффективная площадь ~200 cм2 ~200 cм2ср (геом. фактор)
(полная ~800 cm2)
временне разрешение 0.1 мкс 1.0 мс
чувствительность ~5·10-9 эрг/см2 ~10-1 част./cм2с

Слайд 44Блок ДРГ-3
Три идентичных фосвич детектора NaI(Tl)/CsI(Tl)/пластмассовый сцинтиллятор, риентированные по трем

взаимно перпендикулярным осям
Физические параметры:
электроны протоны
энергетический диапазон 0.1-10.0 MэВ, 1.0-100.0 MэВ
геом. фактор ~2 cм2ср ~2 cм2ср
временное разрешение 1.0 мс 1.0 мс
чувствительность ~10 част./cм2с ~10 част./cм2с

Слайд 45Tелескоп -T
Оптический имейджер на основе мультизеркал
физические параметры:

Спектральный диапазон: 300-400 нм
угловое разрешение:

0.4o.
Угол зрения: ±7.5o.
Количество ячеек: 4000.
Количество каналов ФЭУ: 64.
Временное разрешение: 100 мкс.
Амплитудный диапазон: 105.

Слайд 48magnetic and electric field component meters


Слайд 51THE “INTERHELIOSOND” PROJECT
(THE “INTERSONG” AND THE “SKI-4” DEVICES)
Studing neutral

component of solar flare radiations (neutrons, x-ray and gammas) near to the Sun on a distances up to 25 solar radii
Studing fluxes of an electrons, protons and alpha - particles

The “INTERSONG” device allows to detect:
neutrons ( 0.01 - 5 MeV, 20 - 100 MeV )
x-ray radiation ( 0.03 - 0.1 MeV )
gamma - quantums ( 0.1 - 20 MeV )

The “SKI-4” device allows to detect:

protons ( 1.6 - 24 MeV, 80 - 200 MeV )
electrons ( 0,04 - 2,5 MeV )
alpha - particles ( 2.5 - 13 MeV / nucl )

Terms of realization of the project – 2014 - 2015 years

Слайд 52Ближний космос – неисчерпаемая естественная лаборатория различных физических процессов

Электродинамика
Физика плазмы
Статистическая физика
Волновые

процессы и оптика
Механика
Атомная и ядерная физика

Слайд 53 Университетский микроспутник –летающая учебная лаборатория

в которой студент любого вуза может выполнить

задачу естественнонаучного практикума или при надлежащей подготовке курсовую и дипломную работу.

На сегодняшний день защищено около 30 дипломных работ в Московском, Ульяновском, Костромском и Волгоградском университетах по результатам полёта «Университетского-Татьяны»

Слайд 54 МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В.ЛОМОНОСОВА НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ ИМЕНИ Д.В.СКОБЕЛЬЦЫНА КОСМИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ

Первое издание Москва 2005

Слайд 55

2-е издание
«Космического практикума»

рекомендовано в качестве
учебного пособия для студентов ВУЗов,
обучающихся по специальности
«Физика»

и передано в большинство
классических университетов России

Слайд 56
Общая часть

Магнитосфера и радиационные пояса Земли
Научная аппаратура ИСЗ «Университетский-Татьяна»
Космофизические

данные в Интернете



Слайд 57Наблюдение радиационных поясов Земли
Динамика потоков частиц во время магнитных бурь


Солнечные космические лучи
Солнечный ветер в гелиосфере
Внутренний радиационный пояс и потоки захваченных частиц в области Южно-Атлантической аномалии
Полярные сияния и свечение ночной атмосферы Земли
Вариации плотности атмосферы на орбите ИСЗ и разбухание атмосферы во время периодов солнечной активности

Задачи практикума


Слайд 61
Прикладной космический практикум

Носители, запуски, орбиты
Проекции орбит ИСЗ

на карту Земли
Радиационные условия на различных орбитах
Движение ИСЗ в верхней атмосфере
Использование служебной телеметрии в образовательных целях


Слайд 62
Ежегодные школы-семинары

«Космос и образование»
для
студентов и преподавателей России и СНГ

Ульяновск

- 2004, 2005, 2006, 2007


Слайд 63 5-я школа «Космос и образование»
Ульяновск, 20-25 октября 2008г.

Тема:
Участие

студентов и преподавателей
в перспективных космических проектах

Слайд 64UNIVERSAT-2009 “University Satellites in Space Education”
International Conference
May 25-31, 2009
Moscow State University,
Moscow, Russia
cosmos.msu.ru/universat2009


Слайд 65

Надеемся на дальнейшее

сотрудничество !


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика