¿Qué son estas estructuras similares a antenas que se ven en el video de Twitter de Oleg Artemyev?

Parecen estar asociados con un experimento de ondas de plasma llamado Obstanovka (parte inferior izquierda de esta imagen, en rojo). La fuente es esta presentación .

Más información sobre el experimento, y esta imagen, aquí . (¡Esta página web es una combinación interesante de inglés, japonés y ruso!)

Bonificación: creo que el video se grabó a través de la ventana 9 del módulo de servicio de 16 pulgadas, a la que se vincula en la pregunta. En la primera imagen de mi respuesta, esta ventana y su cubierta se muestran rodeadas de color púrpura.

Para complementar la respuesta de @OrganicMarble , hay una copia de un documento de resumen del experimento "Obstanovka" Experimento a bordo de la Estación Espacial Internacional para la Investigación del Clima Espacial . Todavía estoy buscando una cita adecuada, pero aquí hay una descripción general de la Sección 2:

Los objetivos del experimento "OBSTANOVKA-1" se pueden formular de la siguiente manera:

• estudio de los procesos de ondas de plasma que surgen en NSZ a partir de la interacción de SC supergrandes con la ionosfera;
• mejora del método Combined Wave Diagnostics (CWD) de fluctuación de los flujos de plasma de la ionosfera en SC supergrandes y de larga duración;
• identificación de fuentes de perturbación de flujos de plasma y campos electromagnéticos en NSZ;
• investigación geofísica de procesos de ondas de plasma conectados a interacciones solar - magnetosfera - ionosfera - atmósfera - litosfera;
• vigilancia ecológica de la radiación electromagnética de baja frecuencia de carácter antropogénico, y también relacionada con el peligro global;
• estudio de los niveles de perturbación de los campos electromagnéticos y del plasma ambiental a partir de la inyección de haces de plasma y electrones de la ISS y los mecanismos de distribución de las ondas electromagnéticas artificiales;
• estudio de las características de masa de iones moleculares pesados ​​(NO+ y O2+) en NSZ de ISS sobre la base de los datos de concentración de plasma y ruido VLF medidos;
• investigación de las condiciones meteorológicas espaciales en la ionosfera ecuatorial, de latitud media y sub-aurora.

La realización del experimento “OBSTANOVKA-1” nos permitirá además resolver las siguientes tareas de aplicación y fundamental importancia:

• determinar la densidad espectral de las fluctuaciones de los campos electromagnéticos, electrostáticos y magnéticos en un rango de frecuencias desde fracciones de hercios hasta decenas de megahercios resultantes de la influencia de los diversos factores NES naturales y también de origen artificial;
• para medir vectores de intensidad de campos magnéticos y corrientes alineadas con el campo (FACs);
• para determinar la fluctuación espectral de los flujos y la densidad de las partículas cargadas;
• estimar el cambio de distribución de las ondas electromagnéticas en la ionosfera perturbada, causado por el fondo electromagnético de la ISS y la influencia de los medios activos, y también estimar el rango de perturbación electromagnética de la ionosfera alrededor de la ISS;
• estimar la conformidad de los campos electromagnéticos medidos con los requisitos operativos de los productos y la tecnología de ingeniería espacial, los sistemas de servicio y la carga útil útil;
• para analizar la concentración de plasma de la ionosfera cerca de la ISS.

El equipo científico PWC desarrollado está diseñado para medir en NES los siguientes parámetros físicos:

• parámetros actuales del plasma térmico (en dos puntos):
• temperatura de electrones e iones, Te, Ti,
• densidad de electrones e iones, Ne, Ni;
• parámetros electromagnéticos actuales (en dos puntos):
• Corrientes y campos eléctricos y magnéticos de CC;
• Corrientes y campos eléctricos y magnéticos CA;
• potencial plasmático actual y potencial ISS;
• espectros de electrones con rango de energía 0,01-10 keV;
• espectros de fluctuaciones electromagnéticas VLF.

Para el estudio de los efectos de descarga en plasma NES, la estructura de PWC incluye también el dispositivo para estimulación de descarga.

¡El experimento es bastante complejo! El documento tiene secciones que cubren los siguientes componentes. También hay numerosas figuras y diagramas:

3.1.Sonda Langmuir (LP)

El desarrollo de LP está financiado por el Programa Espacial Nacional de Bulgaria. Está previsto que esté disponible para volar a finales de 2004. Las sondas electrostáticas dadas han operado a bordo de numerosos satélites "Intercosmos", cohetes geofísicos pesados ​​"Verticales", y se han incluido en la carga útil de la misión Mars-96.

3.2.El instrumento de medida de diferencia de potencial (DP)

La medición de la diferencia de potencial entre una sonda y el cuerpo de la ISS es el principal objetivo científico del dispositivo DP. Esto nos permite estudiar los procesos de carga eléctrica de la ISS y la variación temporal del potencial eléctrico. La existencia de dos dispositivos idénticos DP1-1 y DP1-2, que están montados en cada bloque CWD, nos permite también medir el campo eléctrico espacial en NSZ. La diferencia de potencial se puede medir en el rango de ± 200 V. La existencia de valores de potencial tan elevados admite mecanismos de carga, distintos a la captación de partículas conductoras en el plasma. El dispositivo DP también proporciona una estimación de la resistencia de la capa de contacto del sistema plasma – sonda. Si existe la posibilidad de que la sonda sea reemplazada por un astronauta,

El dispositivo DP es un módulo electrónico que mide la diferencia de potencial en el rango ± 200 V, que se divide en dos sub-rangos: ± 20V y ± 200 V. Los sub-rangos se conmutan automáticamente. Un ADC de 12 bits (Fig. 3) proporciona mediciones de diferencia de potencial con una resolución de 10 mV (± 20 V) y 100 mV (± 200 V).

El dispositivo DP tiene tres modos operativos principales:

• 'monitoreo' - frecuencia de medición de 1 Hz;
• 'evento' - frecuencia de medición DE 512 Hz;
• 'investigación' - una frecuencia seleccionable de las mediciones.

3.3 Espectrógrafo de electrones de correlación 10eV – 10KeV (CORES)

El objetivo principal de los CORES es estudiar la población de electrones en las inmediaciones de la ISS. Las funciones de distribución de la velocidad de los electrones se miden en una resolución de tiempo rápida, así como en las modulaciones de kilohercios y megahercios en los electrones resultantes de las interacciones onda-partícula. Los electrones en el rango de energía de 10eV a 10keV se miden en un campo de visión (FOV) de 360o con espectros de energía resueltos a una resolución de tiempo típica de ~0.1s con mediciones simultáneas de modulaciones de electrones en los rangos de frecuencia: 0-10MHz (HF); 0-10kHz (VLF); y 0-150 Hz (ELF).

3.4 Sensor de onda combinado

Los sensores de onda combinados CWS1, CWS2 (LEMI-603) están destinados a la medición de un componente de las variaciones del campo magnético (canal B), la densidad de corriente (canal I) y el potencial eléctrico (canal E) del plasma espacial de la ionosfera. Se incluye un canal adicional para medir la temperatura del bloque del sensor. Cada una de las sondas consta de dos unidades. La primera unidad es un bloque de sensores CWD-PS y la segunda es el conjunto de la unidad electrónica CWD-SC. El diagrama de bloques de la operación CWD se muestra en la Fig. 5.

3.5. Magnetómetro de puerta de flujo DFM2

De acuerdo a los requerimientos del proyecto, se desarrolla un nuevo modelo de magnetómetro espacial DFM2 (LEMI-012). El magnetómetro LEMI-012 está diseñado para la medición automática de tres componentes de inducción de campo magnético de CC. El instrumento representa los resultados de las mediciones en forma digital, tiene una alta precisión de las mediciones y la linealidad, y tiene una corrección integrada del error de temperatura. Permite recibir información auténtica sobre las variaciones temporales de los componentes del vector del campo magnético terrestre en vuelo orbital.

3.6.MAGNETÓMETRO DE PUERTA DE FLUJO DFM1.

DFM1 es uno de los dos magnetómetros que se utilizan en el PWC de instrumentación científica. El instrumento es un magnetómetro de puerta de flujo de tres componentes que mide la inducción del campo magnético de CC. La medición tiene una alta precisión de medición y linealidad. Además del campo de CC de tres componentes, el instrumento brinda la posibilidad de obtener datos sobre la pulsación y la fluctuación del campo magnético (un componente) en cinco bandas de frecuencia: 55, 110, 165, 400 y 800 Hz. Existe la posibilidad de utilizar adicionalmente dos bandas. El ancho de banda es de 10 Hz. La región de medidas en la banda es de 0,1 a 100 nT.

3.7 Instrumento SAS3:

La monitorización continua del entorno electromagnético ULF-VLF a bordo de la ISS mediante un sistema SAS avanzado (SAS3-ISS) y mediante mediciones terrestres simultáneas en bandas ULF-VLF es importante en las siguientes áreas: a) Investigación y verificación de la dirección de Vector de poynting, normal de onda y propagación de energía de onda, utilizando toda la configuración SAS3-ISS. b) La investigación de la posible relación entre la actividad sísmica y los fenómenos ULF-VLF que puedan estar relacionados con eventos sísmicos. c) El monitoreo continuo de la actividad general ULF-ELFVLF en el espacio cercano a la Tierra, incluida la contaminación ELF-VLF. d) El seguimiento de las variaciones naturales y artificiales de la plasmasfera por medio de silbidos. e) Investigación del fondo electromagnético y fenómenos meteorológicos espaciales. f) Investigación del efecto de la gran estructura de la ISS en el frente de onda que se propaga. El SAS3-ISS es un sistema de medición complejo que contiene cinco partes principales en la configuración final. Este sistema mide y digitaliza las señales ULFELF-VLF entrantes en el rango de frecuencia de 1 Hz − 25 kHz (en la posición real de la ISS) utilizando frecuencias de muestreo altas y bajas.

3.8.Analizador digital de radiofrecuencia (RFA):

El objetivo principal de este instrumento es medir las emisiones electromagnéticas naturales y artificiales en el rango de frecuencia de 100 kHz a 15 MHz. Este rango de frecuencia cubre ondas de silbido de alta frecuencia, Langmuir y modos híbridos superiores del plasma natural. Por lo tanto, este instrumento se puede utilizar como un dispositivo versátil para estudiar los efectos no lineales de las resonancias de plasma locales, las transmisiones de radio desde el suelo y el ruido generado por la ISS en el rango de frecuencia mencionado anteriormente. El ruido generado por la estación es en gran parte desconocido, por lo que la investigación en esta área podría arrojar resultados interesantes tanto en aspectos científicos como técnicos. En particular, se espera que la interferencia entre las emisiones electromagnéticas generadas por la estación y las resonancias locales naturales en el plasma puedan proporcionar resultados nuevos y desconocidos. Este instrumento es una empresa conjunta entre el Centro de Investigación Espacial en Varsovia, Polonia y el Instituto Sueco de Física Espacial en Uppsala, Suecia. La nueva tecnología digital de este instrumento lo convierte en un dispositivo completamente programable que se puede adaptar fácilmente a cualquier objetivo científico/técnico y capacidad de telemetría. El diagrama de bloques funcional de RFA se muestra en la Figura 8 y las características principales del instrumento se dan en la Tabla 8.

3.9.Estimulador de descarga de plasma (SPP):

SPP es la herramienta original para realizar la calibración de prácticamente todos los sensores de PWC. La descarga eléctrica da un amplio espectro de radiación electromagnética y también es una fuente de partículas aceleradas. Los parámetros concretos SPP se cumplirán durante las pruebas de modelos de laboratorio de los sensores PWC.

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De dtic.mil: Informe sobre las sondas Langmuir FA8655-08-1-3006 para el experimento "Obstanovka" a bordo del segmento ruso de la Estación Espacial Internacional; 04 de agosto de 2010

Es un resumen técnico de algunos de los componentes electrónicos y el procesamiento de señales. Aquí hay una lista de algunas referencias mencionadas:

Presentaciones de reconocimiento de subvención FA8655-08-1-3006

1. Kirov B., Batchvarov D., Krasteva R., Boneva A., Nedkov R., Klimov V., Grushin V., Georgieva K. Un instrumento para medir la carga electrostática de la Estación Espacial Internacional en función del clima espacial, Año de Astronomy: Solar and SolarTerrestrial Physics 2009, Actas de la Conferencia anual de toda Rusia sobre física solar, 11-15 de julio de 2009, San Petersburgo, Rusia, p.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, Hungría 24-29 de agosto de 2009 resumen No 306-JUE-P1700-0316

3. Kirov B., Efectos del clima espacial en la carga superficial de vehículos espaciales y un instrumento para medir la carga superficial de la Estación Espacial Internacional. Conferencia “Fenómenos heliofísicos y medio ambiente de la Tierra”, 7-13 de septiembre de 2009, Sibenik, Croaciaa, http://www.zvjezdarnica.hr/meeting , libro de resúmenes p.24

4. Kirov B., Georgieva K., Vassilev V., carga de naves espaciales y un instrumento para su seguimiento a bordo de la Estación Espacial Internacional, Simposio EOS/ESD 2010, 3-8 de octubre de 2010, John Ascuaga's Nugget Resort, Sparks (Reno), NV Resumen aceptado #71 http://www.esda.org/documents/2010SymposiumProgram.pdf

Documentos escritos y enviados para revisión por pares Agradecimiento de subvención FA8655-08-1-3006

1. Kirov B., „Un instrumento para medir la carga superficial de la Estación Espacial Internacional”, que se publicará en un número especial del Boletín de la Facultad de Ciencias de la Universidad de El Cairo, ISSN 1110-0966 con Actas del Simposio de la IAGA “Meteorología espacial and its Effects on Spacecraft”, del 5 al 9 de octubre de 2008.

2. Kirov B. "Efectos del clima espacial en la carga de superficie de vehículos espaciales y un instrumento para medir la carga de superficie de la Estación Espacial Internacional". Sun and Geosphere, ISSN 1819-0839, en prensa 2010

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También hay una versión en inglés de un sitio web para el experimento aquí: http://www.iki.rssi.ru/obstanovka/eng/index.htm y una descripción es la siguiente; de https://www.energia.ru/en/iss/researches/study/05.html

Experimento Obstanovka

Objetivo:

• Organización y soporte de monitoreo electromagnético ecológico de baja frecuencia de perturbaciones ambientales basado en instalaciones y hardware; tomar medidas de ondas de plasma a bordo de la ISS en el marco de programas de investigación básicos dedicados a las relaciones Sol-Tierra en el área ionosférica más activa: la capa F2.

• Generación de una base de datos experimental sobre el estado electromagnético ionosférico de la Tierra para detectar y prevenir sus cambios desastrosos.

Tareas:

1. Determinación de la densidad espectral de campos electromagnéticos, electrostáticos y magnéticos en el rango de frecuencias desde una fracción de Hz hasta decenas de megaHz en la etapa de medidas monoeje sobre exposición a diferentes factores de vuelo orbital, incluyendo efectos de origen artificial.

2. Mediciones de los vectores de intensidad del campo magnético terrestre a lo largo del curso de vuelo.

3. Determinación de espectros de fluctuación de densidad de flujo de partículas de plasma.

Equipo científico en uso:

• Complejo de ondas de plasma (PWC).

• El complejo PWC incorpora unidades KVD1 y KVD2 conectadas a adaptadores y un conjunto de sensores alojados en dos varillas plegables, así como una unidad de almacenamiento de información de telemetría (TISU) con unidad de registro reemplazable (RRU).

Resultados previstos:

• Estudio del problema de la operación sostenida a largo plazo garantizada de SC supergrandes en órbita mediante el análisis de una cantidad suficientemente grande de datos experimentales acumulados a gran escala sobre el entorno electromagnético (EME).

Resultados del experimento:

• TMI científico y de servicio con enlace descendente a tierra a través de БИТС 2-12 canales, así como grabado en el disco duro БСПН y unidad de grabación reemplazable (RRU).