Midcourse Space Experiment

Спутник MSX (Midcourse Space eXperiment Observatory) — 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. На момент запуска космический аппарат MSX был самым большим спутником, созданным в APL. Руководителем программы Midcourse Space Experiment был англ. Max R. Peterson.

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	1996-025A
NSSDCA ID	1996-024A
SCN	23851
Тип орбиты	Геоцентрическая орбита
Высота орбиты	898/903 км
Период обращения	103 мин
Дата запуска	24 апреля 1996
Место запуска	База ВВС США Ванденберг
Средство вывода на орбиту	Дельта-2
Продолжительность	1 год
Масса	2,7т
Диаметр	33 см
Научные инструменты
SPIRIT III	диапазон 2,5—28 мкм
UVISI	диапазоны 0,11—0,3 мкм и 0,3—0,9 мкм
SBV	диапазон 0,4—1 мкм
Логотип миссии
Сайт	irsa.ipac.caltech.edu/Mi…
Медиафайлы на Викискладе

Проект спутникаПравить

Цели миссииПравить

Космический аппарат MSX создавался в качестве прототипа спутников Brilliant Eyes, разрабатывавшихся по программе «Звёздных войн», и должен был решить несколько основных задач:

• 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.

Планировалось, что «криогенная» фаза будет длиться 18 месяцев, а общий срок эксплуатации оценивался в 5 лет.

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.

История программыПравить

Программа Midcourse Space Experiment берёт своё начало в конце 1988 года как продолжение программ исследовательских военных программ Delta 180, 181 и 183. 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.

Конструкция спутникаПравить

Спутник 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).

ИнструментыПравить

Рабочие полосы спутника MSX в инфракрасном диапазоне.

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

 

Карта области неба вокруг центра Галактики, полученная телескопом MSX. Три цвета карты соответствуют изображениям в разных полосах инфракрасного диапазона (8—13—20 мкм).

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.

Запуск на орбитуПравить

Изначально запуск спутника планировался на апрель 1995 года. Для работы космического аппарата была выбрана солнечно-синхронная орбита с апогеем 898 км и наклонением 99,16°. 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.

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.

Для достижения плановой орбиты потребовалось около 58 минут. 4 мая 1996 года спутник находился на близкой к солнечно-синхронной орбите:

Параметры орбиты

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

СсылкиПравить

• 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.

• Дайджест APL

• Сайт телескопа в научном архиве инфракрасных наблюдений НАСА
• [1]
• [2]
• [3]
• [4]
• [5]
• [6]
• eoportal.org
• ASTRONOMICAL JOURNAL
• [7]
• [8]
• [9]
• [10]
• [11]
• [12]
• [13]
• [14]
• [15]
• [16]
• [17]
• [18]
• [19]
• [20]
• [