Радиометр ИСП-2М на геостационарной орбите

Измеритель ИСП-2М заводской № 02 предназначен для прецизионных измерений интегральной энергетической освещённости прямой солнечной радиации (величины солнечной постоянной) в диапазоне 0,2…100 мкм в абсолютных единицах с погрешностью среднесуточного измерения ~ 0,01%.
Солнечный радиометр, каковым является измеритель солнечной постоянной (ИСП) в различных модификациях принимал участие в работе на ИСЗ «Космос-1484» (1983 г.), в совместных российско-французских экспериментах на ИСЗ «Метеор-3» №7 (1994-95 гг) и «Ресурс-01» №4 (1998-99 гг). Во всех случаях результаты измерений публиковались в России и в зарубежных изданиях. Особенно плодотворным был период работы на ИСЗ «Метеор-3» №7, когда удалось обнаружить появление осцилляций солнечного потока при резких изменениях индексов солнечной активности (см., например, Ю.А. Скляров и др. Письма в Астрономический журнал. 1997. Т.23, №10. с. 771-778; Ю.А. Скляров и др. Известия РАН. Серия Физика. 1998. Т.62, №6. с. 1186-1191 и др.).
В 2003 г. нам было сделано предложение об установке радиометра на геостационарный ИСЗ «Электро-Л». Прибор был полностью модернизирован как в технической, так и, особенно, в электронной его составляющих и получил название ИСП-2М.
ИСП-2М представляет собой единый блок, содержащий механическую и электронную части. Механическая часть содержит двухкоординатную следящую систему с установленным на ней измерительным блоком, который включает в себя два идентичных измерительных канала: один из них является основным, рабочим и действует постоянно, второй – калибровочный, включается по внешней команде и служит в качестве бортового эталона для проверки рабочего канала. В каждом измерительном канале используется полостной приёмный элемент болометрического типа.
Оба измерительных канала градуированы по представителю российского радиометрического эталона (Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова). Отметим, что вывод солнечного радиометра на геостационарную орбиту осуществлён впервые в мировой практике гелиофизических измерений.
Включение аппаратуры ИСП-2М состоялось 4 марта 2011 г. Информация с ИСП-2М принималась 4-7 марта.
В этот период измеритель ИСП-2М работал в штатном режиме, все функции чётко выполнялись. Датчики температуры, контроль наведения, система поиска и слежения работали без сбоев. В дни испытаний температура блока в общем менялась от +5ºС до +60 ºС, что вполне объяснимо учётом влияния затеняющих элементов и погружения ИСЗ в тень Земли.
Данные регистрации позволили получить 8 серий наблюдений продолжительностью от 11 до 24 отсчётов радиации в различных сериях. Среднеквадратичное отклонение от общего среднего рано 0,053%. Учитывая крайне неровные температурные условия измерительного блока, можно считать этот результат за все дни наблюдений вполне удовлетворительным. В отдельно взятых сериях (один и тот же день) прибор регистрирует 0,01-0,03%, т.е. единицы десятитысячных долей измеряемой величины. Уже это даёт возможность регистрировать развитие, например отдельных солнечных пятен.
В период испытаний с 4 по 7 марта склонение Солнца менялось от минус 6,5º до минус 5,0º, т.е. Солнце находилось вблизи от плоскости небесного экватора. Каждые сутки космический аппарат все сильнее погружался в тень Земли, отмечались и другие затеняющие факторы. Наконец, захват Солнца прекратился, и аппаратура была выключена 17.03.2011 г.
Дальнейшее включение прибора после достижения Солнцем склонений, превышающих плюс 10º (11.04.2011 г.), не привело к захвату Солнца.
Таким образом, радиометр подтвердил возможность работы с относительной погрешностью (в его шкале) на уровне 0,01%. Геостационарная орбита привлекает тем, что при высоких склонениях Солнца появляются участки, где ежесуточная продолжительность непрерывных наблюдений достигает 10-11 часов! Учёт всего опыта проведённых испытаний позволит устранить недочёты и обеспечить работу второго лётного образца радиометра именно в таком благоприятном режиме.