Научно-исследовательская деятельность

НКА осуществляет  (на базе международной академии авиации и космонавтики) и ведет исследования, участвовует в разработке авиационной техники, а также осуществляет  участие в различных космических программах для нужд промышленности и народного хозяйства государства.  НКА проводит  свои НИР и работает со смежными структурами (НИИ, промышленность) в области авиации и космонавтики. В распоряжении НКА имеется огромный штат профессорско-преподавательского состава в п. Монино (из числа бывших работников ВВА им. Ю.А.Гагарина).

Краткая история космических исследований в России ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

573783783Начиная с 1992 года, Россия взяла на себя продолжение подготовки и реализации всех уже начатых ранее в нашей стране космических проектов, в том числе и выполняемых в интересах фундаментальной космической науки.

Было продолжено управление всеми запущенными ранее КА. Кроме того, в Федеральную космическую программу России были включены и те проекты, по которым уже были выполнены существенные объемы работ, а запуски КА еще не состоялись.

Таким образом, Россия сохранила все существовавшие ранее в нашей стране направления фундаментальных космических исследований:

  • астрофизические исследования;
  • исследования Солнца и солнечно-земных связей;
  • исследования планет и малых тел Солнечной системы;
  • медико-биологические исследования;
  • физика микрогравитации.

и к настоящему времени почти во всех из них получены научные результаты мирового уровня.

Необходимость фундаментальных научных исследований ни у кого не вызывает сомнений. Все окружающие нас достижения цивилизации обязаны своим существованием проводившимся ранее фундаментальным исследованиям. Например, двигатели внутреннего сгорания не могли бы существовать без сделанных когда-то открытий в таких науках, как термодинамика, молекулярная физика, электродинамика, магнетизм, органическая химия и т.д.

Теперь в силу ускорения научно-технического прогресса результаты научных исследований находят применение в технике и быту в среднем через промежуток времени 20 — 30 лет. Значительную роль в этом процессе играют и фундаментальные науки, изучающие Вселенную. Достаточно напомнить, что еще в 1920 году, задолго до создания ядерной физики, на реакцию превращения водорода в гелий было указано Артуром Эддингтоном, как на источник энергии звезд, да и сам гелий был обнаружен первоначально на Солнце и только потом найден наЗемле.

Кроме того, фундаментальные космические исследования оказывают мощное прямое воздействие (с которым может сравниться разве, что оборонная индустрия) на развитие технологий. Это происходит из-за постоянных требований экспериментаторов к повышению чувствительности, разрешающей способности и улучшению других параметров научных приборов.

Астрофизические исследования

Современные астрофизические космические исследования позволяют получить уникальные данные об очень отдаленных космологическихобъектах, и о событиях происшедших в в период зарождения звезд и галактик.

Это, в свою очередь, предоставляет возможность осуществить глубокий прорыв в исследовании фундаментальных свойств материи, ведь во Вселенной сама Природа ставит уникальные и невыполнимые в земных лабораториях физические эксперименты в области ядерной и квантовой физики, теории относительности, проблем пространства — времени и т.п.

Орбитальная обсерватория «Гранат», была запущена в декабре 1989 года. С ее помощью производились детальное изучение рентгеновских и гамма галактических, а так же внегалактических астрофизических источников. Она использовалась для локализации дискретных источниковизлучения, осуществлялось построение изображений участков небесной сферы в рентгеновском и гамма диапазонах длин волн.

В рамках проекта «Конус-А» осуществляются два взаимосвязанных эксперимента по исследованию всплесков космического гамма-излучения, природа которых до сих пор остается одной из наиболее актуальных нерешенных проблем астрофизики. Первый из экспериментов проводится с ноября 1994г. на американском космическом аппарате «WIND» с помощью российской научной аппаратуры «Конус-Винд». Эти наблюдения эффективно дополнялись экспериментами «Конус-А» на российских околоземных аппаратах «Космос-2326″ (1995-1997г.г.) и «Космос-2367 (1999-2001г.г.). Параллельное синхронное наблюдение космических гамма-всплесков высокочувствительными приборами, согласованными по главным параметрам, существенно повышает достоверность и надежность данных о тонких временных и спектральных деталях в быстротечных процессах генерации излучения всплесков, позволяет локализовать источники всплесков двумя независимыми методами — триангуляционным и с помощью автономной системы локализации всплесков аппаратуры «Конус-А»

В мае 2001 года были начаты патрульные наблюдения космических гамма-всплесков и с помощью российского прибора «Хенд» на борту марсианского аппарата НАСА «2001 Марс Одиссей». Данные измерений всплесков на Одиссее, полученные на расстоянии в несколько десятков световых минут от других космических аппаратов, участвующих в программе межпланетной триангуляции, позволяют определить небесные координаты вспыхнувших источников с точностью около одной угловой минуты. Это дает возможность навести в указанном направлении высокочувствительные оптические и радио телескопы и провести изучение послесвечения источников всплесков для выяснения астрономической природы этого загадочного явления.

Исследования Солнца и солнечно-земных связей

75373783Солнце является ближайшей к нам и довольно типичной звездой, которая наблюдается как протяженный объект. Оно само и его корона представляют собой естественную лабораторию для изучения фундаментальных характеристикплазмы.

Научная значимость исследований Солнца состоит еще и в том, что оно оказывает решающее влияние на основные процессы на Земле, в том числе на некоторые технические системы. Такое воздействие сказывается на работе различных радиосистем, энергосетей, проводных линий связи в Арктике, на интенсивности индуцированных электрических токов в трубопроводах и т.д. Серьезность проблемы лишний раз была продемонстрирована полным выходом из строя телевизионного ретрансляционного спутника «Telstar-401″ произошедшим 11 января 1998 г. в результате его усиленного облучения энергичными частицами.

453275387 73878383 455377

Постепенно возникает осознание того, что проявления солнечной активности оказывает сильное влияние и на организм человека. Начинает развиваться служба медицинского предупреждения о возникновении геомагнитных бурь вызванных солнечной активностью.

В августе 1995 года был осуществлен запуск первого из двух КА проекта «Прогноз-2″ («Интербол — Хвостовой зонд»). Через год (в августе 1996 года) в рамках того же проекта был запущен второй КА «Прогноз-2″ («Интербол — Авроральный зонд») для совместной работы с первым КА. Благодаря своевременной реализации этого проекта возникла уникальная возможность одновременного изучения околоземного пространства сразу с нескольких КА (двух упомянутых КА, двух субспутников запущенных с ними, как попутная нагрузка и запущенных ранее и еще функционирующих КА «Коронас-И», «GEOTAIL», «WIND», «SOHO» и «POLAR»). Такие одновременные измерения в различных областях околоземного пространства проливают свет на сложнейшие механизмы влияния Солнца на магнитосферу и на множество жизненно важных для Человечества процессов и событий на Земле. За 5 лет работы по проекту «Интербол» было получено большое количество принципиально важных научных результатов. К 2001 году КА полностью завершили свою работу.

Успешно выполняется программа «Коронас» по исследованию Солнца и солнечно-земных связей. В период с марта 1994 года по декабрь 2000 года производилось управление ИСЗ «Коронас-И». Целью его запуска было исследования излучения Солнца во всём диапазоне частот от радиоволн до гамма излучения, космических лучей (электроны, протоны, ядра гелия и нейтроны), а также выбросов и вспышечных процессов на Солнце, его колебаний (гелиосейсмологии), исследования динамики солнечных возмущений земной магнитосферы.

Плановый ресурс этого КА был превышен в 12 раз. В процессе реализации программы исследований были получены уникальные научные результаты.

В июле 2001 года был успешно запущен КА «Коронас-Ф». С его помощью в период максимума солнечной активности, в ходе выполнения работ на орбите будет получена новая информация о структуре активных областей Солнца, солнечных вспышках и других нестационарных процессах в атмосфере Солнца, изучены его глобальные колебания (гелиосейсмология), исследованы радиационные условия в околоземном космическом пространстве, обусловленные солнечной активностью.

Исследования планет и малых тел Солнечной системы

Эти исследования имеют первостепенное значение для понимания процессов возникновения и развития Солнечной системы. Однако прежде всего, они дают ключ к познанию возможных путей будущей эволюции нашей собственной планеты.

Изучение планет, их спутников, астероидов и комет включает в себя поиски жизни или ее следов, а достоверное их обнаружение само по себе явилось бы величайшим научным открытием Человечества. Нельзя так же забывать о том, что в XXI веке неизбежно последуют пилотируемые полеты к ближайшим телам Солнечной системы. Для их подготовки необходима подробнейшая информация о физических и химических условиях на этих телах.

И наконец, изучение возможностей искусственного изменения физических условий сначала на поверхности Марса, а потом и Венеры может оказаться необходимым для расселения там наших далеких потомков.

Проект «Марс-96″ предполагал запуск КА к Марсу с последующим его выводом на орбиту вокруг этой планеты и сбросом на поверхность планеты двух малых станций и двух пенетраторов. Целью экспедиции являлось продолжение исследований физических и химических свойств атмосферы, поверхности и подповерхностного слоя Марса.

К сожалению, сразу после запуска КА (16 ноября 1996 года), в процессе его вывода на трассу перелета к Марсу, произошла авария, в результате которой КА вошел в плотные слои атмосферы Земли и прекратил свое существование.

Вслед за этим были достигнуты соглашения об установке российских научных приборов на КА (НАСА) «Марс Полар Лэндер», «Марс Климат Орбитер», но, к сожалению, эти миссии постигла неудача.

Таким образом, исследования планет и малых тел Солнечной системы возобновляются в нашей стране только в 2001 году.

На запущенном в апреле 2001 года КА (НАСА) «2001 Марс Одиссей» установлен российский научный прибор «Хенд». Под действием галактических космических лучей поверхность Марса излучает гамма-лучи и нейтроны. «Хенд» входит в состав комплексного эксперимента по гамма-спектроскопии поверхности Марса и предназначен для регистрации нейтронов высоких энергий. Про данным измерений гамма-линий и нейтронов будет построена глобальная карта минералогического состава вещества на поверхности Марса, которая позволит выяснить особенности происхождения и эволюции этой планеты. На основе наблюдений рельефа поверхности на аппарате «Марс Глобал Сервейор» было сделано предположение о существовании огромных масс льда и воды под поверхностью Марса. Прибор «Хенд» позволит провести на Марсе глобальный поиск областей с «вечной мерзлотой», что особенно важно для планирования будущих миссий и для поиска признаков жизни на этой планете.

Медико-биологические исследования

Изучение воздействия невесомости на живые организмы и физиологических механизмов адаптации к ней в космических полетах, а также изучение комбинированного действия невесомости и других факторов имеют огромное значение для сверх длительных полетов человека,столь необходимых для освоения планет Солнечной системы.

47834534 787837833 783273 786786

Использование низших организмов для проведения медико-биологических экспериментов (в отличие от экспериментов на человеке) предоставляет возможность более жесткой их постановки, включая последующее препарирование использованного биологического материала. Медико-биологические исследования внутриклеточных процессов, клеток, тканей, органов и организмов в целом на короткоживущих автоматических космических аппаратах серии «Бион» принесли очень важные результаты. Были получены данные об отсутствии серьезных биологических ограничений продолжительности пребывания живых организмов и человека в условиях космического полета. Показана перспективность применения искусственной силы тяжести для поддержания оптимального состояния организма и предотвращения в нем необратимых изменений. Найдены доказательства необходимости строго дифференцированного подхода к созданию тренажеров для различных мышц и мышечных групп человека.

Физика микрогравитации

Использование космических средств для решения задач космического материаловедения в интересах РАН и различных отраслей промышленности позволяет получать в условиях микрогравитации образцы материалов обладающих уникальными свойствами по сравнению с земными аналогами.

Такие исследования проводятся на автоматических космических аппаратах типа «Фотон». Их результатами явилось получение фундаментальных знаний о влиянии невесомости на процессы переноса тепла и массы в веществах находящихся в жидком фазовом состоянии и роста в их толще кристаллов. Исследовано воздействие на эти процессы постоянного и переменного магнитных полей. Поставлены серии экспериментов по электрофоретическим разделениям и очисткам биологически — активных веществ, а также ионообменной диффузии