Видеофотометрическая система ВФС-3М

Система ВФС-3М разработана и создана по контракту с Институтом земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В.Пушкова РАН и Ракетной космической корпорацией «Энергия» им. С.П.Королева.

В 2001 г. ВФС 3М была доставлена кораблем «Прогресс» на борт Международной космической станции и использовалась в экспериментах «Молния СМ». Основная задача космического эксперимента «Молния СМ» ― экспериментальное исследование атмосферных свечений, связанных с грозовой активностью (исследование электродинамических взаимодействий между атмосферой, ионосферой и магнитосферой Земли). Система дает возможность производить одновременную автоматическую регистрацию пространственно-временных и спектрально-энергетических характеристик коротких световых импульсов в широком диапазоне интенсивностей.

ВФС состоит из бортового и наземного комплектов аппаратуры. Бортовой комплект включает в себя оптический модуль и модуль электроники. В наземный комплект входит контрольно-поверочная аппаратура и программное обеспечение.

Оптический модуль имеет два оптических канала:
– канал получения изображений (КПИ);
– канал регистрации энергетическо-временной информации (КЭВИ).

Оба канала могут работать поочередно в трех спектральных диапазонах: 650―750 нм (регистрация излучений RS), 390―430 нм (излучений BJ) и 390―900 нм (атмосферных эмиссий). Эти режимы регистрации обеспечиваются установкой перед проекционными объективами обоих каналов соответствующей пары одинаковых светофильтров. Кроме того, предусмотрены по два режима усиления электронно-оптического преобразователя (ЭОП) КПИ и фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) КЭВИ. Модуль электроники управляет работой всей системы ВФС.

При появлении световой вспышки в поле зрения объективов КЭВИ и КПИ сигнал с выхода ФЭУ анализируется по времени и энергетическим параметрам и происходит селекция сигналов, соответствующих либо только вспышкам молний (время от 1,0 мкс до 1,0 мс), либо сопровождающихся эмиссионными излучениями (время более 2,0 мс). При регистрации вспышек молниевых разрядов в содержимое счетчика молний ВФС‑3М добавляется единица. При регистрации излучений RS и BJ их изображение с выхода КПИ оцифровывается и в сжатом виде записывается на магнито-оптический диск блока электроники. При этом выдается параметр в телеметрическую систему «запись информации».
При угле поля зрения обоих каналов 2ω=21,7°, высоте орбиты МКС Н≅400 км и направлении оптической оси прибора под углом α≅28° вниз и вперед по отношению к направлению полета МКС (касательной к орбите) в поле зрения системы попадают все направления наблюдения от тангенциальных к высоте h=100 км (лимб) до наклоненных под углом γ≅51° к надиру. Расстояние до наблюдаемых явлений (с учетом их высоты) изменяется от Rmax≈2000 км (лимб) до Rmin≈550 км, центру поля зрения соответствует расстояние 750―800 км.

Технические характеристики модуля оптического ВФС-3М

Устройство смены спектральных диапазонов

Канал получения изображений

 Канал энергетическо-временной информации