Midcourse Space Experiment
Спутник MSX (Midcourse Space eXperiment Observatory[1]) — американский спутник двойного назначения, космический телескоп с широким диапазоном наблюдения. Космический аппарат был создан в рамках исследовательских программ «Стратегической оборонной инициативы» министерства обороны США. Проект и его финансирование были возложены на «Организацию по защите от баллистических ракет» (англ. Ballistic Missile Defense Organization, сокр. BMDO). В качестве подрядчика и оператора миссии выступала Лаборатория прикладной физики (англ. Applied Physics Laboratory, сокр. APL) университета Джонса Хопкинса. Проект MSX представлял собой первую систему, размещённую в космическом пространстве, которая демонстрировала на практике технологии для идентификации и отслеживания баллистических ракет на активном участке полёта. Заложенный в бортовые приборы потенциал позволил превратить узкоспециальный военный спутник в важный астрономический инструмент. Военная часть программы была рассчитана на 4 года работы, но телескоп проработал более 12 лет, приняв участие в двух не связанных между собой военных программах и внеся большой вклад в инфракрасную астрономию[2]. На момент запуска космический аппарат MSX был самым большим спутником, созданным в APL[3]. Руководителем программы Midcourse Space Experiment был англ. Max R. Peterson[3].
| Midcourse Space Experiment (MSX) | |
|---|---|
 Midcourse Space Experiment (MSX) | |
| Организация | Department of Defense-Department of the Navy (United States), Air Force Ballistic Missile Defense Organization (United States) |
| Волновой диапазон | инфракрасный |
| COSPAR ID | 1996-024A |
| NSSDCA ID | 1996-024A |
| SCN | 23851 |
| Тип орбиты | Геоцентрическая орбита |
| Высота орбиты | 898/903 км |
| Период обращения | 103 мин |
| Дата запуска | 1996-04-24 |
| Место запуска | База ВВС США Ванденберг |
| Средство вывода на орбиту | Дельта-2 |
| Продолжительность | 1 год |
| Масса | 2,7т |
| Диаметр | 33 см |
| Научные инструменты | |
|
диапазон 2,5—28 мкм |
|
диапазоны 0,11—0,3 мкм и 0,3—0,9 мкм |
|
диапазон 0,4—1 мкм |
| Логотип миссии | |
| Сайт | irsa.ipac.caltech.edu/Mi… |
 Медиафайлы на Викискладе | |
Проект спутника
правитьЦели миссии
правитьКосмический аппарат MSX создавался в качестве прототипа спутников Brilliant Eyes, разрабатывавшихся по программе «Звёздных войн», и должен был решить несколько основных задач[1]:
- Практическая демонстрация технологий обнаружения, идентификации и сопровождения баллистических ракет на участке после отключения двигателей и до входа в плотные слои атмосферы;
- Сбор данных об инфракрасном космическом фоне и фоне вблизи земной поверхности;
- Наблюдение за объектами искусственного происхождения на низких и геостационарных орбитах.
Программа полёта условно делилась на две фазы «криогенная» и «пост-криогенная». Первая, «криогенная» часть должна была длиться до исчерпания запасов жидкого водорода, который использовался для охлаждения инфракрасного телескопа SPIRIT III. Во время первой фазы должны были реализовываться целевые задачи, связанные с отработкой технологий обнаружения и идентификации баллистических ракет на фоне Земли. Вторая, «пост-криогенная», фаза должна была быть посвещана наблюдению Земли, околоземного пространства и небесной сферы в различных диапазонах[1].
Планировалось, что «криогенная» фаза будет длиться 18 месяцев, а общий срок эксплуатации оценивался в 5 лет[4].
В ходе полёта планировались разнообразные эксперименты с использованием запусков реальных баллистических ракет, имитацией активных действий, в том числе запуск ложных целей и разрушение элементов ракет и боеголовок. По итогу экспериментов должна была накопиться библиотека сигнатур различных искусственных объектов на фоне поверхности Земли, в различных слоях атмосферы и в космическом пространстве. Для уточнения библиотеки сигнатур одновременно с орбитальными измерениями предполагалось использовать датчики воздушного, морского и наземного базирования[4].
История программы
правитьПрограмма Midcourse Space Experiment берёт своё начало в конце 1988 года как продолжение программ исследовательских военных программ Delta 180, 181 и 183[3]. Кроме программ Delta, отдельные эксперименты, предваряющие MSX, проводились в рамках полёта шаттла «Дискавери» STS-39 (28 апреля — 6 мая 1991 года) с использованием инструментов Infrared Background Signature Survey и Cryogenic Infrared Radiance Instrumentation for Shuttle. Однако ценность этих экспериментов снижалась за счёт малого периода работы на орбите и ограничений по разрешению и чувствительности аппаратуры[4].
Конструкция спутника
правитьСпутник MSX был призван продемонстрировать возможности технологии обнаружения и слежения за баллистическими ракетами на маршевом участке траектории (после окончания разгона и выхода за пределы атмосферы и до финишного участка траектории). В экспериментах на спутнике участвовало 8 различных групп: 3 группы занимались изучением возможностей обнаружения целей, две группы занимались исследованием поведения в космосе инструментов, работающих в инфракрасном диапазоне, одна группа занималась наблюдениями поверхности Земли и атмосферы в инфракрасном диапазоне, ещё одна — в видимом и ультрафиолетовом, восьмая группа отвечала за астрономическими наблюдениями в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах.
Астрономической задачей спутника было провести обзор неба в так называемом среднем инфракрасном диапазоне (8—21 микрон).
Инструменты
править| Полоса | Длина волны (мкм) | 50 % пропускание | Чувств. обзора (Jy) |
|---|---|---|---|
| A | 8,28 | 6,8—10,8 | 0,1—0,2 |
| B1 | 4,29 | 4,22—4,36 | 10—30 |
| B2 | 4,35 | 4,24—4,45 | 6—18 |
| C | 12,13 | 11,1—13,2 | 1,1—3,1 |
| D | 14,65 | 13,5—15,9 | 0,9—2 |
| E | 21,34 | 18,2—24,1 | 2—6 |
Инфракрасный телескоп спутника (SPIRIT III) представляет собой 33 см телескоп с пятью инструментами в фокальной плоскости. Вся система телескопа охлаждалась криостатом на твёрдом молекулярном водороде. На выбор рабочих полос инструмента сильное влияние оказали полосы излучения атмосферы Земли (например, полосы B и D центрированы на атмосферных линиях углекислого газа 4,2 и 15 микрон). Самая чувствительная полоса инструмента А, ~8,28 микрон, покрывала область, ранее мало изученную в инфракрасной астрономии. Угловое разрешение инструмента 18,3 угл. секунды.
Основным результатом работы телескопа в астрономическом направлении является получение обзора плоскости Галактики с рекордной чувствительностью в своём спектральном диапазоне[5].
Запуск на орбиту
правитьИзначально запуск спутника планировался на апрель 1995 года. Для работы космического аппарата была выбрана солнечно-синхронная орбита с апогеем 898 км и наклонением 99,16°[4]. В программе полётов шаттлов STS-69, STS-70 и STS-73 значились наблюдения работы двигателей приборами MSX. Последней озвученной датой называлось 19 апреля 1996 года в 05:27 PDT, однако старт ракеты-носителя «Дельта-2» с обсерваторией на борту произошёл через пять дней[1].
24 апреля в 5:27:40 PDT был произведён успешный запуск со стартового комплекса SLC-2W военно-воздушной базы Ванденберг. Для запуска использовалась РН «Дельта-2» в варианте 7920-10[1].
Для достижения плановой орбиты потребовалось около 58 минут. 4 мая 1996 года спутник находился на близкой к солнечно-синхронной орбите[1]:
| Объект | NSSDC ID | SCN | Период обращения | Наклонение орбиты | Перигей | Апогей |
|---|---|---|---|---|---|---|
| космический аппарат | 1996-024A | 23851 | 103.08 мин | 99.37° | 903,9 | 925,2 |
| последняя ступень РН | 1996-024B | 95.57 мин | 96.58° | 231,7 км | 855,1 км |
Примечания
править- ↑ 1 2 3 4 5 6 Лисов И., Кузнецов В. США. В полёте спутник MSX // Новости космонавтики : журнал. — 1996. — Т. 6, № 9 (124). — С. 51—54.
- ↑ MSX (Midcourse Space Experiment) : [арх. 25.12.2020] // eoPortal : сайт. — Дата обращения: 06.12.2020.
- ↑ 1 2 3 Max R. Peterson. Midcourse Space Experiment: Guest Editor’s Introduction : [арх. 13.07.2020] : [PDF] : [англ.] // Johns Hopkins APL. Technical Digest : дайджест. — The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, 1996. — Vol. 17, no. 1 (январь—март). — Pp.2—3. — Дата обращения: 06.12.2020.
- ↑ 1 2 3 4 John D. Mill, Bruce D. Guilmain. The MSX Mission Objectives : [арх. 13.07.2020] : [PDF] : [англ.] // Johns Hopkins APL. Technical Digest : дайджест. — The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, 1996. — Vol. 17, no. 1 (январь—март). — Дата обращения: 06.12.2020.
- ↑ Midcourse Space Experiment Survey of the Galactic Plane (англ.). Дата обращения: 1 августа 2011. Архивировано 24 апреля 2012 года.
Ссылки
править- John D. Mill, Bruce D. Guilmain. The MSX Mission Objectives : [арх. 13.07.2020] : [PDF] : [англ.] // Johns Hopkins APL. Technical Digest : дайджест. — The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, 1996. — Vol. 17, no. 1 (январь—март). — Дата обращения: 06.12.2020.