Was sind diese antennenartigen Strukturen, die im Twitter-Video von Oleg Artemyev zu sehen sind?

Sie scheinen mit einem Plasmawellenexperiment namens Obstanovka in Verbindung zu stehen (unten links in diesem Bild, in Rot). Quelle ist diese Präsentation .

Weitere Informationen zum Experiment und zu diesem Bild hier . (Diese Webseite ist eine interessante Mischung aus Englisch, Japanisch und Russisch!)

Bonus: Ich glaube, das Video wurde durch das 16-Zoll-Servicemodul-Fenster 9 gedreht, das Sie in der Frage verlinken. Im ersten Bild in meiner Antwort werden dieses Fenster und seine Abdeckung von violetter Farbe umgeben angezeigt.

Zur Ergänzung der Antwort von @OrganicMarble gibt es eine Kopie einer Zusammenfassung des Experiments „Obstanovka“ Experiment Onboard International Space Station for Space Weather Research . Ich suche immer noch nach einem richtigen Zitat, aber hier ist eine Übersicht aus Abschnitt 2:

Die Ziele des Experiments „OBSTANOVKA-1“ können wie folgt formuliert werden:

• Untersuchung von Plasmawellenprozessen, die in NSZ aus der Wechselwirkung von supergroßen SC mit der Ionosphäre entstehen;
• Verbesserung des Combined Wave Diagnostics (CWD)-Verfahrens zur Schwankung des Plasmaflusses in der Ionosphäre bei supergroßen und langlebigen SC;
• Identifizierung von Plasmaströmungsstörquellen und elektromagnetischen Feldern in NSZ;
• geophysikalische Erforschung von Plasmawellenprozessen im Zusammenhang mit Solar-Magnetosphäre-Ionosphäre-Atmosphäre-Lithosphäre-Wechselwirkungen;
• ökologische Überwachung niederfrequenter elektromagnetischer Strahlung anthropogenen Charakters, auch im Zusammenhang mit globaler Gefährdung;
• Untersuchung der Störpegel von Umgebungsplasma und elektromagnetischen Feldern durch die Injektion von Elektronen- und Plasmastrahlen von der ISS und Mechanismen der Verteilung künstlicher elektromagnetischer Wellen;
• Untersuchung der Masseneigenschaften schwerer Molekülionen (NO+ und O2+) im NSZ der ISS auf der Grundlage der gemessenen VLF-Rausch- und Plasmakonzentrationsdaten;
• Erforschung von Weltraumwetterbedingungen in der äquatorialen, mittleren Breiten- und Sub-Aurora-Ionosphäre.

Die Durchführung des Experiments „OBSTANOVKA-1“ wird es uns auch ermöglichen, die folgenden Aufgaben von angewandter und grundlegender Bedeutung zu lösen:

• Bestimmung der spektralen Dichte elektromagnetischer, elektrostatischer und magnetischer Feldfluktuationen in einem Frequenzbereich von Bruchteilen von Hertz bis zu zehn Megahertz, die sich aus dem Einfluss der verschiedenen natürlichen NES-Faktoren und auch aus künstlichem Ursprung ergeben;
• um Intensitätsvektoren von Magnetfeldern und feldausgerichteten Strömen (FACs) zu messen;
• um die spektrale Fluktuation der Ladungsteilchenströme und -dichte zu bestimmen;
• um die Änderung der Verteilung elektromagnetischer Wellen in der gestörten Ionosphäre abzuschätzen, die durch einen elektromagnetischen Hintergrund der ISS und den Einfluss aktiver Mittel verursacht wird, und auch um die Reichweite der elektromagnetischen Störung der Ionosphäre um die ISS herum abzuschätzen;
• um die Konformität gemessener elektromagnetischer Felder mit den betrieblichen Anforderungen von Raumfahrttechnikprodukten und -technologien, Servicesystemen und nutzbarer Nutzlast abzuschätzen;
• um die Konzentration des Ionosphärenplasmas in der Nähe der ISS zu analysieren.

Die entwickelte PWC-Wissenschaftsausrüstung ist darauf ausgelegt, in NES die folgenden physikalischen Parameter zu messen:

• Aktuelle Parameter des thermischen Plasmas (in zwei Punkten):
• Elektronen- und Ionentemperatur, Te, Ti,
• Elektronen- und Ionendichte, Ne, Ni;
• aktuelle elektromagnetische Parameter (in zwei Punkten):
• Elektrische und magnetische Gleichfelder und -ströme;
• Elektrische und magnetische Wechselfelder und -ströme;
• aktuelles Plasmapotential und ISS-Potential;
• Elektronenspektren im Energiebereich 0,01-10 keV;
• Spektren elektromagnetischer VLF-Fluktuationen.

Für die Untersuchung von Entladungseffekten im NES-Plasma umfasst die PWC-Struktur auch die Vorrichtung zur Entladungsstimulation.

Das Experiment ist ziemlich komplex! Das Papier enthält Abschnitte, die die folgenden Komponenten abdecken. Es gibt auch zahlreiche Abbildungen und Diagramme:

3.1.Langmuir-Sonde (LP)

Die LP-Entwicklung wird vom Nationalen Weltraumprogramm Bulgariens finanziert. Es soll bis Ende 2004 flugbereit sein. Die angegebenen elektrostatischen Sonden haben an Bord zahlreicher „Intercosmos“-Satelliten, schwerer geophysikalischer Raketen „Vertical“ operiert und wurden in die Nutzlast der Mars-96-Mission aufgenommen.

3.2.Das Instrument zur Messung der Potentialdifferenz (DP)

Die Potentialdifferenzmessung zwischen einer Sonde und dem ISS-Körper ist das hauptsächliche wissenschaftliche Ziel des Gerätes DP. Dies ermöglicht uns, die elektrischen Ladevorgänge der ISS und die zeitliche Variation des elektrischen Potentials zu untersuchen. Das Vorhandensein von zwei identischen Geräten DP1-1 und DP1-2, die auf jedem Block CWD montiert sind, ermöglicht es uns auch, das räumliche elektrische Feld in NSZ zu messen. Die Potentialdifferenz kann im Bereich von ± 200 V gemessen werden. Das Vorhandensein solch hoher Potentialwerte lässt Aufladungsmechanismen zu, die sich von der Ansammlung leitender Teilchen im Plasma unterscheiden. Das Gerät DP liefert auch eine Abschätzung des Kontaktschichtwiderstandes des Systems Plasma – Sonde. Besteht die Möglichkeit, die Sonde durch einen Astronauten zu ersetzen,

Das Gerät DP ist ein elektronisches Modul, das die Potentialdifferenz im Bereich ± 200 V misst, der in zwei Teilbereiche unterteilt ist: ± 20 V und ± 200 V. Die Teilbereiche werden automatisch umgeschaltet. Ein 12-Bit-ADC (Abb. 3) liefert Potentialdifferenzmessungen mit einer Auflösung von 10 mV (± 20 V) und 100 mV (± 200 V).

Das Gerät DP hat drei Hauptbetriebsmodi:

• 'Überwachung' - Messfrequenz von 1 Hz;
• 'Ereignis' - Messfrequenz VON 512 Hz;
• 'Forschung' - eine wählbare Häufigkeit der Messungen.

3.3 Correlating Electron Spectrograf 10eV – 10KeV (CORES)

Der Hauptzweck von CORES ist die Untersuchung der Elektronenpopulation in der Nähe der ISS. Geschwindigkeitsverteilungsfunktionen der Elektronen werden in schneller Zeitauflösung gemessen, sowie Kilo-Hertz- und Mega-Hertz-Modulationen in den Elektronen, die aus Wellen-Teilchen-Wechselwirkungen resultieren. Elektronen im Energiebereich von 10 eV bis 10 keV werden über ein 360o-Sichtfeld (FOV) mit Energiespektren gemessen, die typischerweise mit einer Zeitauflösung von ~0,1 s aufgelöst werden, mit gleichzeitigen Messungen von Elektronenmodulationen in den Frequenzbereichen: 0–10 MHz (HF); 0-10kHz (VLF); und 0–150 Hz (ELF).

3.4 Kombinierter Wellensensor

Kombinierte Wellensensoren CWS1, CWS2 (LEMI-603) sind für die Messung einer Komponente der Magnetfeldänderungen (B-Kanal), der Stromdichte (I-Kanal) und des elektrischen Potentials (E-Kanal) des Ionosphären-Raumplasmas bestimmt. Ein zusätzlicher Kanal zur Messung der Sensorblocktemperatur ist enthalten. Jede der Sonden besteht aus zwei Einheiten. Die erste Einheit ist ein Block von Sensoren CWD-PS und die zweite ist der Satz von elektronischen Einheiten CWD-SC. Das Blockdiagramm des CWD-Betriebs ist in Fig. 5 dargestellt.

3.5.Flux-Gate-Magnetometer DFM2

Gemäß den Projektanforderungen wird ein neues Modell des Weltraummagnetometers DFM2 (LEMI-012) entwickelt. Das Magnetometer LEMI-012 ist für die automatische Messung von drei Komponenten der magnetischen Gleichfeldinduktion bestimmt. Das Instrument stellt die Messergebnisse in digitaler Form dar, hat eine hohe Messgenauigkeit und Linearität und verfügt über eine eingebaute Korrektur des Temperaturfehlers. Es ermöglicht den Erhalt authentischer Informationen über zeitliche Variationen der Vektorkomponenten des Erdmagnetfelds im Orbitalflug.

3.6.FLUX-GATE-MAGNETOMETER DFM1.

DFM1 ist eines von zwei Magnetometern, die im PWC der wissenschaftlichen Instrumentierung verwendet werden. Das Instrument ist ein Flux-Gate-Magnetometer mit drei Komponenten, das die magnetische Gleichfeldinduktion misst. Die Messung hat eine hohe Messgenauigkeit und Linearität. Neben dem Gleichfeld mit drei Komponenten bietet das Instrument die Möglichkeit, Daten über Magnetfeldpulsation und -fluktuation (eine Komponente) in fünf Frequenzbändern zu erhalten: 55, 110, 165, 400 und 800 Hz. Es besteht die Möglichkeit, zusätzlich zwei Bänder zu verwenden. Die Bandbreite beträgt 10 Hz. Der Messbereich im Band beträgt 0,1 – 100 nT.

3.7 SAS3-Instrument:

Die kontinuierliche Überwachung der elektromagnetischen ULF-VLF-Umgebung an Bord der ISS durch ein fortschrittliches SAS-System (SAS3-ISS) und durch gleichzeitige bodengestützte Messungen in ULF-VLF-Bändern ist in den folgenden Bereichen wichtig: a) Untersuchung und Überprüfung der Richtung von Poynting-Vektor, Wellennormale und Wellenenergieausbreitung unter Verwendung der gesamten SAS3-ISS-Konfiguration. b) Die Untersuchung der möglichen Beziehung zwischen der seismischen Aktivität und ULF-VLF-Phänomenen, die mit Erdbebenereignissen zusammenhängen können. c) Die kontinuierliche Überwachung der allgemeinen ULF-ELFVLF-Aktivität im erdnahen Raum – einschließlich ELF-VLF-Verschmutzung. d) Die Überwachung natürlicher und künstlicher Variationen der Plasmasphäre durch Pfeifer. e) Untersuchung elektromagnetischer Hintergrund- und Weltraumwetterphänomene. f) Untersuchung der Auswirkung der großen ISS-Struktur auf die sich ausbreitende Wellenfront. Das SAS3-ISS ist ein komplexes Messsystem, das in der endgültigen Konfiguration aus fünf Hauptteilen besteht. Dieses System misst und digitalisiert die eingehenden ULFELF-VLF-Signale im Frequenzbereich von 1 Hz bis 25 kHz (an der tatsächlichen Position der ISS) mit hohen und niedrigen Abtastraten.

3.8.Digitaler Hochfrequenzanalysator (RFA):

Der Hauptzweck dieses Instruments ist die Messung natürlicher und künstlicher elektromagnetischer Emissionen im Frequenzbereich von 100 kHz bis 15 MHz. Dieser Frequenzbereich umfasst hochfrequente Pfeifwellen, Langmuir und obere Hybridmoden des natürlichen Plasmas. Somit kann dieses Instrument als vielseitiges Gerät zur Untersuchung nichtlinearer Effekte lokaler Plasmaresonanzen, Funkübertragungen vom Boden und von der ISS erzeugtem Rauschen im oben genannten Frequenzbereich verwendet werden. Das von der Station erzeugte Rauschen ist weitgehend unbekannt, weshalb die Untersuchung in diesem Bereich interessante Ergebnisse sowohl unter wissenschaftlichen als auch technischen Aspekten bringen könnte. Insbesondere wird erwartet, dass Interferenzen zwischen von Stationen erzeugten elektromagnetischen Emissionen und natürlichen lokalen Resonanzen im Plasma neue, unbekannte Ergebnisse liefern könnten. Dieses Instrument ist ein gemeinsames Unternehmen des Weltraumforschungszentrums in Warschau, Polen, und des schwedischen Instituts für Weltraumphysik in Uppsala, Schweden. Die neue digitale Technologie dieses Instruments macht ein vollständig programmierbares Gerät, das leicht an alle wissenschaftlichen/technischen Ziele und Telemetriefähigkeiten angepasst werden kann. Das Funktionsblockdiagramm der RFA ist in Abbildung 8 dargestellt, und die Hauptcharakteristik des Instruments ist in Tabelle 8 angegeben.

3.9.Plasmaentladungsstimulator (SPP):

SPP ist das Originalwerkzeug zur Durchführung der Kalibrierung praktisch aller PWC-Sensoren. Die elektrische Entladung liefert ein breites Spektrum an elektromagnetischer Strahlung und ist auch eine Quelle der beschleunigten Teilchen. Die konkreten Parameter SPP werden bei Tests von Labormodellen der PWC-Sensoren erfüllt.

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Aus dtic.mil: Bericht über FA8655-08-1-3006 Langmuir-Sonden für das „Obstanovka“-Experiment an Bord des russischen Segments der Internationalen Raumstation; 4. August 2010

Es ist eine technische Zusammenfassung einiger Teile der Elektronik und Signalverarbeitung. Hier ist eine Liste einiger erwähnter Referenzen:

Präsentationen zur Anerkennung des Grant FA8655-08-1-3006

1. Kirov B., Batchvarov D., Krasteva R., Boneva A., Nedkov R., Klimov V., Grushin V., Georgieva K. Ein Instrument zur Messung der elektrostatischen Aufladung der Internationalen Raumstation in Abhängigkeit vom Weltraumwetter, Jahr Astronomy: Solar and SolarTerrestrial Physics 2009, Proceedings of the All-Russian Yearly Conference on Solar Physics, 11.-15. Juli 2009, St. Petersburg, Russland, S. 67, ISSN, 0552-5829

2. Kirov B., Batchvarov D., Krasteva R., Boneva A., Nedkov R., Klimov S., Grushin V., Langmuir probes for the International Space Station, IAGA 11th Scientific Assembly Sopron, Ungarn 24.-29. August 2009 Zusammenfassung Nr. 306-THU-P1700-0316

3. Kirov B., Auswirkungen des Weltraumwetters auf die Oberflächenladung von Raumfahrzeugen und ein Instrument zur Messung der Oberflächenladung der Internationalen Raumstation. Konferenz „Heliophysical Phenomena and Earth's Environment“, 7.-13. September 2009, Sibenik, Kroatien, http://www.zvjezdarnica.hr/meeting , Abstract Book S.24

4. Kirov B., Georgieva K., Vassilev V., Spacecraft Charging and an Instrument for its monitoring atboard the International Space Station, 2010 EOS/ESD Symposium, 3.-8. Oktober 2010, John Ascuaga's Nugget Resort, Sparks (Reno), NV Abstract akzeptiert Nr. 71 http://www.esda.org/documents/2010SymposiumProgram.pdf

Geschriebene und zur Peer-Review eingereichte Arbeiten zur Anerkennung des Zuschusses FA8655-08-1-3006

1. Kirov B., „Ein Instrument zur Messung der Oberflächenladung der Internationalen Raumstation“, zu veröffentlichen in einer Sonderausgabe des Bulletins der Fakultät für Naturwissenschaften, Universität Kairo, ISSN 1110-0966 mit Proceedings of the IAGA Symposium „Space Weather and its Effects on Spacecraft“, 5.-9. Oktober 2008.

2. Kirov B. „Weltraumwettereffekte auf die Oberflächenladung von Raumfahrzeugen und ein Instrument zur Messung der Oberflächenladung der Internationalen Raumstation.“ Sonne und Geosphäre, ISSN 1819-0839, im Druck 2010

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Es gibt auch eine englische Version einer Website für das Experiment hier: http://www.iki.rssi.ru/obstanovka/eng/index.htm und eine Beschreibung ist wie folgt; von https://www.energia.ru/en/iss/researches/study/05.html

Obstanovka-Experiment

Zielsetzung:

• Organisation und Unterstützung der ökologischen niederfrequenten elektromagnetischen Überwachung von Umweltstörungen auf der Grundlage von Einrichtungen und Hardware; Plasmawellenmessungen an Bord der ISS im Rahmen von Grundlagenforschungsprogrammen, die den Sonne-Erde-Beziehungen im aktivsten ionosphärischen Gebiet gewidmet sind - der F2-Schicht.

• Erstellung einer experimentellen Datenbank über den elektromagnetischen Zustand der Ionosphäre der Erde, um ihre katastrophalen Veränderungen zu erkennen und zu verhindern.

Aufgaben:

1. Bestimmung der spektralen Dichte elektromagnetischer, elektrostatischer und magnetischer Felder im Frequenzbereich von einem Bruchteil von Hz bis zu mehreren zehn Megahertz im Stadium der einachsigen Messungen bei Exposition gegenüber verschiedenen Orbitalflugfaktoren, einschließlich Auswirkungen künstlichen Ursprungs.

2. Messungen der Intensitätsvektoren des Erdmagnetfeldes entlang des Flugkurses.

3. Bestimmung von Schwankungsspektren der Flussdichte von Plasmapartikeln.

Verwendete wissenschaftliche Geräte:

• Plasmawellenkomplex (PWC).

• Der PWC-Komplex umfasst KVD1- und KVD2-Einheiten, die an Adaptern befestigt sind, und einen Satz Sensoren, die auf zwei zusammenklappbaren Stangen untergebracht sind, sowie eine Telemetrie-Informationsspeichereinheit (TISU) mit einer austauschbaren Aufzeichnungseinheit (RRU).

Erwartete Ergebnisse:

• Untersuchung des Problems der Gewährleistung eines langfristigen Dauerbetriebs von supergroßen SC im Orbit durch Analyse einer ausreichend großen Menge akkumulierter experimenteller Daten in vollem Umfang zur elektromagnetischen Umgebung (EME).

Versuchsergebnisse:

• Dienst- und wissenschaftliches TMI mit Downlink zum Boden über БИТС 2-12 Kanäle sowie Aufzeichnung auf БСПН-Festplatte und austauschbarer Rekordereinheit (RRU).