Эксперимент на МКС с низкотемпературными реперными точками – этап в разработке высокостабильных бортовых черных тел на основе фазового перехода для полетных калибровок ИК аппаратуры наблюдения Земли

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

На Международной космической станции в 2022 году был проведен космический эксперимент “Репер-Калибр” (этап 1), в котором исследовались реперные точки температуры на основе фазового перехода плавления эвтектических сплавов Ga-In (~288,8 К), Ga-Sn (~293,6 К), Ga-Zn (~298,3 К) и элементарного Ga (~302,9 K). Исследование влияния невесомости на характеристики низкотемпературных реперных точек необходимо для разработки орбитальной калибровочной шкалы в пределах диапазона ~(210–350) K с конечной целью создания высокостабильных бортовых черных тел на основе фазового перехода (рабочего вещества), предназначенных для полетных калибровок спутниковой ИК аппаратуры. Основные результаты эксперимента представляют собой серии температурных плато плавления в циклах плавления – кристаллизации выбранных веществ. Эксперимент показал пригодность исследованных реперных точек для решения поставленной задачи. Проведен сравнительный анализ результатов наземной и полетной стадий космического эксперимента.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Бурдакин

Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений

Автор, ответственный за переписку.
Email: eus@vniiofi.ru
Россия, Москва

В. В. Гаврилов

Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений

Email: eus@vniiofi.ru
Россия, Москва

А. В. Пузанов

Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений

Email: eus@vniiofi.ru
Россия, Москва

Е. А. Ус

Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений

Email: eus@vniiofi.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Бурдакин А.А., Гаврилов В.Р., Ус Е.А., Бормашов В.С. Новая реперная точка орбитальной калибровочной шкалы на базе эвтектического сплава In-Bi для применения в высокостабильных опорных бортовых излучателях нового поколения // Измер. техника. 2021. № 1. С. 32–37.
  2. Земсков В.С., Раухман М.Р., Козицына Е.А. Особенности кристаллизации многокомпонентных сплавов в условиях невесомости // Физика и химия обраб. материалов. 1985. № 5. С. 44–49.
  3. Земсков В.С., Раухман М.Р., Шалимов В.П. Особенности кристаллизации двухфазных сплавов InSb-InBi в условиях невесомости // Поверхность, рентген., синхротрон и нейтрон. исследования. 2001. № 10. С. 54–59.
  4. Киселева Ю.В., Гектин Ю.М., Зайцев А.А., Кухарский А.В., Рублев А.Н., Успенский А.Б. Интеркалибровка данных измерений в ИК-каналах сканера геостационарного метеоспутника “Электро-Л” № 1 по данным измерений ИК-зондировщика AIRS // Иссл. Земли из космоса. 2015. № 6. С. 68–78.
  5. Лякишев Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник. Т. 2. М.: Машиностроение. 1997. 1023 с.
  6. Панфилов А.С., Бурдакин А.А., Иванов В.С., Крутиков В.Н., Морозова С.П., Огарев С.А., Хлевной Б.Б., Саприцкий В.И. Обеспечение радиометрической совместимости оптических данных наблюдения Земли в рамках Глобальной системы наблюдения Земли GEOSS // Иссл. Земли из космоса. 2010. № 5. С. 87–94.
  7. Саприцкий В.И., Бурдакин А.А., Иванов А.И., Крутиков В.Н., Лисянский Б.Е., Лысак А.С., Морозова С.П. и др. Реализация высокостабильных опорных бортовых излучателей в эксперименте “Калибр” на космическом аппарате “Фотон-М” № 4 // Иссл. Земли из космоса. 2016. № 4. С. 85–88.
  8. Ancsin J. About the reproducibility of the “melting” and “freezing” points of binary eutectics // Metrologia. 1990. V. 27. P. 89–93.
  9. Ancsin J. Al-Si eutectic: a study of its melting and freezing behavior // Metrologia. 2006. V. 43. P. 60–66.
  10. Bongiovanni G., Grovini L., Marcarino P. Freezing and melting of silver-copper eutectic alloys at a very slow rates // High Temperatures-High Pressures. 1972. V. 4. № 5. P. 573–587.
  11. Committee on Earth Observation Satellites (CEOS). Current and future sea surface temperature missions: Towards 2050. 2022. 16 p.
  12. Hewison T., Pagano T., Tobin D., Takahashi M. Global Space-based Inter-Calibration System (GSICS) Infrared Reference Sensor Traceability and Uncertainty // 21-st International TOVS Study Conference – ITSC–XXI: Darmstadt, Germany, 29 November-5 December 2017.
  13. Ivanova A., Gerasimov S., Elgourdou M., Renaot E. The peculiarities of phase transition of Ga-Sn eutectic alloys // Proc. 9th Int. Symposium on Temperature and Thermal Measurements in Industry and Science. Covtat-Dubrovnik. 2005. P. 267–271.
  14. Kammer D., Genau A., Voorhees P.W., Duval W.M., Hawersaat R.W., Hickman, Lorik T., Hall D.G., Frey C. A. Results from the International Space Station: Coarsening in Solid-Liquid Mixtures // 47th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including New Horizons Forum and Aerospace Exposition. 5–8 January 2009, Orlando, Florida, 2009.
  15. Krutikov V.N., Sapritsky V.I., Khlevnoy B.B., Lisiansky B.E., Morozova S.P., Ogarev S.A., Panfilov A.S., Sakharov M.K., Samoylov M.L. et al. The Global Earth Observation System of Systems (GEOSS) and Metrological Support for Measuring Radiometric Properties of Objects of Observations // Metrologia. 2006. V. 43. № 2. P. S94–S97.
  16. Muller R. Calibration and Verification of Remote Sensing Instruments and Observations // Remote Sens. 2014. V. 6. P. 5692–5695.
  17. Rublev A.N., Gorbarenko E.V., Golomolzin V.V., Borisov E.Y., Kiseleva Ju.V. , Gektin Yu.M., Zaitsev A.A. Inter-calibration of Infrared Channels of Geostationary Meteorological Satellite Imagers // Front. Environ. Sci. 27 November 2018. V. 6.
  18. Sapritsky V.I., Burdakin A.A., Khlevnoy B.B., Morozova S.P., Ogarev S.A., Panfilov A.S., Krutikov V.N. et al. Metrological support for climatic time series of satellite radiometric data // J. of Applied Remote Sens. 2009. V. 3. № 1. Р. 033506.
  19. Swartz W.H., Lorentz R.S., Huang P.M., Smith A.W., Deglau D.M., Liang S.X., Marcotte K.M. et al. The Radiometer Assessment using Vertically Aligned Nanotubes (RAVAN) CubeSat Mission: A Pathfinder for a New Measurement of Earth’s Radiation Budget // Proc. 30th Annual AIAA/USU Conf. on Small Satellites. Logan, UT. 2016.
  20. Topham S.T., Bingham G.E., Latvakoski H., Podolski I., Sychev V.S., Burdakin A. Observational study: microgravity testing of a phase-change reference on the International Space Station // npj Microgravity. 2015. V. 1. 15009.
  21. Trishchenko A.P., Fedosejevs G., Li Z., Cihlar J. Trends and uncertainties in thermal calibration of AVHRR radiometers onboard NOAA – 9 to NOAA – 16 // J. of Geophysical Research. 2002. V. 107. № D24, 4778. P. 17–1 – 17–13.
  22. Xu N., Chen L., Hu X., Zhang L., Zhang P. Assessment and Correction of on-Orbit Radiometric Calibration for FY-3 VIRR Thermal Infrared Channels // Remote Sens. 2014. V. 6. № 4. P. 2884–2897.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схематическое изображение ячейки в теплообменнике ТБ: 1 – термометрическая ячейка теплового блока с образцом вещества (масса образца находится в пределах 40–45 г); 2 – теплообменник; а – датчик температуры теплообменника (контрольный); б – датчик температуры образца.

Скачать (43KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Общий вид циклограммы серии КЭ.

Скачать (60KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Графическое представление результата в серии КЭ. ▄ – график контрольной температуры (действительная циклограмма); ♦ – график температуры образца (термограмма).

Скачать (102KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Плато плавления образца Ga в ТБ 7 в предполетной и полетной сериях КЭ. ▲ – плато в предполетной серии; ■ – плато в полетной серии.

Скачать (91KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Плато плавления образца Ga–Sn в ТБ 3 в предполетной и полетной сериях КЭ. ▲ – плато в предполетной серии; ■ – плато в полетной серии.

Скачать (86KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».