ИАФ НИЯУ МИФИ
Новости Института
Об Институте
Проекты
Коллектив института
 "КОРОНАС-ФОТОН" 
Приборы комплекса научной аппаратуры "ФОТОН"
Телескоп-спектрометр для изображающей рентгеновской спектроскопии Солнца ТЕСИС
Физический институт РАН им. П.Н. Лебедева (ФИАН), Москва, Россия
Исследование пространственной структуры и динамики активных образований в солнечной короне в мягком рентгеновском диапазоне (8-315 Å)
Научный руководитель: С.В. Кузин.
Разработчики: И.А. Житник, О.И. Бугаенко, А.П. Игнатьев, А.В. Митрофанов, С.А. Богачев, А.А. Перцов, Ю.С. Иванов, С.В. Шестов, Н.К. Суходрев.
Научные задачи эксперимента:
- исследование структуры и динамики солнечной короны и переходного слоя солнечной атмосферы в диапазоне температур 0,05-20 MК;
- мониторинг и регистрация солнечных вспышек. Исследование механизмов их возникновения и особенностей развития по анализу временных профилей и спектров вспышечного излучения и изменению структуры магнитных полей в области
вспышек;
- спектральная диагностика (определение плотности и температурного состава) горячей плазмы активных областей и областей вспышек;
- исследование нестационарных явлений (выбросов корональной плазмы, эруптивных протуберанцев, транзиентных феноменов) в атмосфере Солнца и изучение их геомагнитной эффективности;
- разработка методов раннего прогнозирования магнитных бурь и возмущений в земной магнитосфере.
Цели эксперимента:
- мониторинг солнечной активности с высоким временным (до секунды) и пространственным разрешением (1-2 угл. с);
- исследование рентгеновски-активных областей на Солнце и их эволюции (активные области, корональные дыры, яркие точки, вспышки, транзиенты и др.);
- наблюдение солнечной EUV-короны на расстоянии от 0,7 до 4 радиусов Солнца с высоким пространственным разрешением;
- диагностика солнечной плазмы по ренгтеновским изображениям Солнца, получаемым одновременно в нескольких спектральных каналах;
- исследование влияния солнечной активности на верхнюю атмосферу Земли.
Основные характеристики и состав прибора
ТЕСИС - это комплекс космических телескопов для исследования структуры и динамики солнечной короны с пространственным разрешением до 2 угл. с и временным разрешением менее 30 с. Прибор состоит из блока датчиков ТЕСИС-БД, блока электроники ТЕСИС-БЭ и оптического датчика ТЕСИС-ОД, предназначенного для контроля по звездам текущей трехосной ориентации с точностью до одной угл. мин.
Комплекс аппаратуры ТЕСИС включает 5 научных инструментов:
- изображающий спектрогелиометр в линии MgXII 8,42 Å (MISH - the MgXII Imaging Spectroheliometer);
- спектрогелиометр крайнего ультрафиолетового диапазона (EUSH – the EUV Spectroheliometer);
- два телескопа крайнего ультрафиолетового диапазона (FET - the Full-disk EUV Telescopes);
- коронограф крайнего ультрафиолетового диапазона (SEC - the Solar EUV Coronograph).
  
Инструмент Задачи исследования Описание инструмента Диапазон длин волн Поле зрения Угловое разрешение
MISH Исследование пространственного распределения и динамики горячей солнечной плазмы в области температур около 10 MК Спектрогелиометр Брэгга со сферическим изогнутым кристаллическим зеркалом Дублет линий водородоподобного иона MgXII 8,418 Å и 8,423 Å 1°,15 (полный диск Солнца) 2 угл. с на пиксель
EUSH Спектральная диагностика физических параметров (плотности и температуры) солнечной плазмы в области температур 0,05-20 MК Спектрогелиометр крайнего ультрафиолетового диапазона с дифракционной решеткой наклонного падения и фокусирующим многослойным параболлическим зеркалом 280-330 Å 1°,24 (полный диск Солнца сжатый вдоль оси дисперсии) 4,4 угл. с (перпендикулярно оси дисперсии), 1,5 угл. с (вдоль оси дисперсии)
FET (телескоп 1) Получение изображений Солнца с высоким пространственным и угловым разрешением в области температур около 15 MК Телескоп системы Гершеля с многослойным параболлическим фокусирующим зеркалом 130-136 Å 1°,0 (полный диск Солнца) 1,7 угл.с на пиксель
FET (телескоп 2) Получение изображений Солнца с высоким пространственным и угловым разрешением в области температур около 50 MК Телескоп системы Гершеля с многослойным параболлическим фокусирующим зеркалом 290-320 Å 1°,0 (полный диск Солнца) 1,7 угл.с на пиксель
SEC Исследование структуры и динамики корональных выбросов вещества на расстояниях до 4 солнечных радиусов Коронограф системы Ричи-Кретьена 290-320 Å 2°,5 (внутренняя и внешняя корона на расстоянии от 0,7 до 4 солнечных радиусов) 5 угл. с на пиксель

Каждый из телескопов является автономным инструментом и способен работать независимо от других научных приборов, а также в комплексе с ними.
Изображающий спектрогелиометр MISH предназначен для регистрации монохраматических изображений Солнца в чрезвычайно узком спектральном диапазоне длин волн, в котором располагается резонансный дублет литний водородоподобного иона MgXII с длинами волн 8,418 Å и 8,423 Å.
Принципиальные элементы спектрометра:
- входное окно с закрывающейся панелью;
- фильтр;
- фокусирующее кристаллическое зеркало;
- детектор излучения (ПЗС-матрица).
Приёмник излучения (ПЗС-матрица) позволяет разрешать на Солнце детали размером около 2 угл. с (примерно 1500 км). Поле зрения инструмента полностью перекрывает диск и корону Солнца на расстоянии более одного радиуса над его поверхностью. Благодаря этому спектрометр имеет возможность изучать пространственное распределение и динамику высокотемпературной плазмы не только на поверхности Солнца, но и на очень больших высотах.
Спектрогелиограф крайнего ультрафиолетового диапазона (EUSH) работает в крайнем ультрафиолетовом диапазоне в области длин волн 280-330 Å. В этой области располагаются спектральные линии излучения ионов Hell, SilX, SiXI, FeXIV-FeXVI, MgVIII, NiVIII, CaXVII, AllX, FeXXII, формирующихся при темепературах плазмы от 5·104 до 1,2·107 град., а также линии излучения некоторых других ионов.
Принципиальные элементы спектрогелиографа:
- дифракционная решетка;
- многослойное фокусирующее зеркало;
- фильтр;
- детектор излучения (ПЗС-матрица).
Излучение видимого и ультрафиолетового диапазона блокируется тонкопленочными фильтрами, один из которых установлен во входном окне инструмента, а второй напылён на поверхность детектора - ПЗС-матрицы.
Основной научной целью EUSH является многоволновая спектральная диагностика корональной плазмы: определение её температурного состава, плотности и дифферециальной меры эмиссии путем сравнения интенсивности излучения одного объекта в разных спектральных линиях.
Инструмент FET включает два телескопа с многослойными параболическими зеркалами нормального падения.
Принципиальные элементы телескопов:
- входное окно с закрывающейся панелью;
- фильтр;
- "искусственная луна" (только телескоп 2);
- многослойное фокусирующее зеркало;
- детектор излучения (ПЗС-матрица).
Первый телескоп работает в диапазоне волн 130-136 Å, где во время солнечных вспышек доминируют линии излучения ионов FeXX 132,84 Å, и FeXXIII 132,91 Å.
Второй телескоп регистрирует излучение в спектральном диапазоне длин волн 290-320 Å, в котором помимо прочих находится чрезвычайно интенсивная линия ионизированного гелия HeII 303,8 Å. Излучение в этой линии формируется плазмой с температурой около 70 тыс. град., располагающейся преимущественно в переходном слое солнечной атмосферы.
Оба телескопа могут работать одновременно, а также выполнять независимые программы наблюдений.
Детекторами изображений в обоих телескопах являются ПЗС-матрицы обратного падения размером 2048х2048 пикселей. Поле зрения позволяет в обычном режиме наблюдать полный диск и корону Солнца на расстоянии до 0,5 его радиуса.
Коронограф крайнего ультрафиолетового диапазона (SEC) работает в диапазоне длин волн 290-320 Å, в котором располагается очень интенсивная линии излучения гелия HeII 303,8 Å. Поле зрения позволяет наблюдать корону Солнца на расстояниях от 0,7 до 4 радиусов над его поверхностью.
Принципиальные элементы телескопов:
- первичное зеркало;
- вторичное зеркало;
- первичный фильтр;
- фильтр детектора;
- детектор излучения (ПЗС-матрица).
- Два зеркала отражают и фокусируют ультрафиолетовое излучение Солнца на детекторе изображений - ПЗС-матрице обратного падения размером 2048х2048 пикселей. Излучение оптического диапазона блокируется двумя тонкоплёночными фильтрами, один из которых находится во входном окне инструмента, а второй расположен перед ПЗС-детектором.
- Основной научной задачей коронографа должен быть мониторинг и изучение корональных выбросов массы и исследование их свзи с бурями в магнитосфере Земли.
Принципиальные схемы инструментов в составе прибора ТЕСИС
MISH EUSH
FET SEC

Габариты прибора ТЕСИС: блок датчиков – 2200х500х300 мм, блок электроники – 300х250х236 мм, блок оптического датчика - 450х200х150 мм.
Масса прибора не более 76 кг.
Научная программа и задачи проекта "КОРОНАС-ФОТОН"
Основные характеристики КА "КОРОНАС-ФОТОН"
Приборы комплекса научной аппаратуры "ФОТОН"
Результаты измерений, выполненных приборами КА "КОРОНАС-ФОТОН"
© ИАФ НИЯУ МИФИ
2002-2011 г.
© Оформление - de Vladi