Что это за антенноподобные структуры, которые можно увидеть в твиттер-видео Олега Артемьева?

Судя по всему, они связаны с экспериментом с плазменными волнами под названием «Обстановка» (внизу слева на этом снимке, выделено красным). Источник - эта презентация .

Больше информации об эксперименте и этом изображении здесь . (Эта веб-страница представляет собой интересную смесь английского, японского и русского языков!)

Бонус: я полагаю, что видео было снято через 16-дюймовое окно сервисного модуля 9, на которое вы ссылаетесь в вопросе. На первом изображении в моем ответе это окно и его крышка показаны фиолетовым цветом.

В дополнение к ответу @OrganicMarble есть копия итогового документа эксперимента «Обстановка» Эксперимент на борту Международной космической станции по исследованию космической погоды . Все еще ищу подходящую цитату, но вот обзор из Раздела 2:

Задачи эксперимента «ОБСТАНОВКА-1» можно сформулировать следующим образом:

• изучение плазменно-волновых процессов, возникающих в НСЗ при взаимодействии сверхкрупных КА с ионосферой;
• совершенствование метода комбинированной волновой диагностики (КВД) флуктуаций потоков ионосферной плазмы на сверхбольших и долгоживущих КА;
• выявление источников возмущений плазменных потоков и электромагнитных полей в НСЗ;
• геофизические исследования плазменно-волновых процессов, связанных с взаимодействием солнце-магнитосфера-ионосфера-атмосфера-литосфера;
• экологический мониторинг низкочастотных электромагнитных излучений техногенного характера, а также связанных с глобальной опасностью;
• исследование уровней возмущения плазмы и электромагнитных полей окружающей среды от инжекции электронных и плазменных пучков с МКС и механизмов распространения искусственных электромагнитных волн;
• исследование массовых характеристик тяжелых молекулярных ионов (NO+ и O2+) в НСЗ МКС на основе измеренных данных ОНЧ-шума и концентрации в плазме;
• исследование условий космической погоды в экваториальной, средних широтах и ​​субавроральной ионосфере.

Проведение эксперимента «ОБСТАНОВКА-1» позволит решить также следующие задачи прикладного и фундаментального значения:

• определять спектральную плотность флуктуаций электромагнитных, электростатических и магнитных полей в диапазоне частот от долей герц до десятков мегагерц, возникающих в результате воздействия различных природных факторов НЭС, а также искусственного происхождения;
• измерять векторы напряженности магнитных полей и продольных токов (ПТ);
• определять спектральные флуктуации потоков и плотности заряженных частиц;
• оценить изменение распространения электромагнитных волн в возмущенной ионосфере, вызванное электромагнитным фоном МКС и воздействием активных средств, а также оценить диапазон электромагнитного возмущения ионосферы вокруг МКС;
• оценка соответствия измеряемых электромагнитных полей требованиям эксплуатации изделий и техники космической техники, систем обслуживания и полезной нагрузки;
• для анализа концентрации ионосферной плазмы вблизи МКС.

Разработанная научная аппаратура PWC предназначена для измерения в ЯЭС следующих физических параметров:

• текущие параметры тепловой плазмы (в двух точках):
• температуры электронов и ионов, Te, Ti,
• плотность электронов и ионов, Ne, Ni;
• текущие электромагнитные параметры (в двух точках):
• постоянные электрические и магнитные поля и токи;
• переменные электрические и магнитные поля и токи;
• текущий потенциал плазмы и потенциал ISS;
• спектры электронов в диапазоне энергий 0,01-10 кэВ;
• спектры электромагнитных колебаний ОНЧ.

Для исследования разрядных эффектов в плазме НЭС в состав ПВК входит также устройство для стимуляции разряда.

Эксперимент довольно сложный! В документе есть разделы, охватывающие следующие компоненты. Также есть множество рисунков и схем:

3.1. Зонд Ленгмюра (LP)

Разработка LP финансируется Национальной космической программой Болгарии. Планируется, что он будет готов к полетам до конца 2004 года. Данные электростатические зонды работали на многих спутниках "Интеркосмос", тяжелых геофизических ракетах "Вертикаль", а также входили в состав полезной нагрузки миссии "Марс-96".

3.2. Прибор для измерения разности потенциалов (ИП)

Измерение разности потенциалов между зондом и корпусом МКС является основной научной целью прибора ДП. Это позволяет исследовать процессы электрического заряда МКС и изменение электрического потенциала во времени. Наличие двух одинаковых приборов ДП1-1 и ДП1-2, устанавливаемых на каждом блоке КВД, позволяет также измерять пространственное электрическое поле в НСЗ. Разность потенциалов может быть измерена в диапазоне ± 200 В. Существование столь высоких потенциалов допускает механизмы зарядки, отличные от собирания проводящих частиц в плазме. Прибор ДП также обеспечивает оценку сопротивления контактного слоя системы плазма-зонд. Если есть возможность заменить зонд космонавтом,

Прибор ДП представляет собой электронный модуль, измеряющий разность потенциалов в диапазоне ± 200 В, который разделен на два поддиапазона: ± 20 В и ± 200 В. Поддиапазоны переключаются автоматически. 12-разрядный АЦП (рис. 3) обеспечивает измерение разности потенциалов с разрешением 10 мВ (±20 В) и 100 мВ (±200 В).

Устройство ДП имеет три основных режима работы:

• «мониторинг» - частота измерения 1 Гц;
• 'событие' - частота измерения 512 Гц;
• 'исследование' - выбираемая частота измерений.

3.3 Коррелирующий электронный спектрограф 10eV – 10KeV (CORES)

Основной целью CORES является изучение электронной популяции в районе МКС. Функции распределения электронов по скоростям измеряются с быстрым временным разрешением, а также килогерцовые и мегагерцовые модуляции в электронах, возникающие в результате взаимодействия волновых частиц. Электроны в диапазоне энергий от 10 эВ до 10 кэВ измеряются в 360-градусном поле зрения (FOV) с разрешением энергетических спектров, как правило, с временным разрешением ~0,1 с с одновременным измерением модуляции электронов в частотных диапазонах: 0-10 МГц (HF); 0–10 кГц (СНЧ); и 0–150 Гц (ELF).

3.4 Комбинированный волновой датчик

Датчики комбинированные волновые CWS1, CWS2 (LEMI-603) предназначены для измерения одной составляющей вариаций магнитного поля (В-канал), плотности тока (I-канал) и электрического потенциала (Е-канал) ионосферной космической плазмы. Включен дополнительный канал измерения температуры блока датчиков. Каждый из зондов состоит из двух блоков. Первый блок представляет собой блок датчиков CWD-PS, а второй – комплект электронного блока CWD-SC. Блок-схема работы CWD представлена ​​на рис. 5.

3.5. Феррозондовый магнитометр DFM2

Согласно требованиям проекта разработана новая модель космического магнитометра DFM2 (LEMI-012). Магнитометр ЛЭМИ-012 предназначен для автоматического измерения трех составляющих индукции постоянного магнитного поля. Прибор представляет результаты измерений в цифровом виде, обладает высокой точностью измерений и линейностью, имеет встроенную коррекцию температурной погрешности. Это позволяет получать достоверную информацию о временных вариациях компонент вектора магнитного поля Земли в орбитальном полете.

3.6.ФРОЗОВЫЙ МАГНИТОМЕТР DFM1.

DFM1 является одним из двух магнитометров, используемых в PWC научной аппаратуры. Прибор представляет собой трехкомпонентный магнитометр с феррозондовым затвором, измеряющий индукцию постоянного магнитного поля. Измерение имеет высокую точность измерений и линейность. Помимо трех составляющих постоянного поля прибор дает возможность получать данные о пульсациях и флуктуациях магнитного поля (одна составляющая) в пяти частотных диапазонах: 55, 110, 165, 400 и 800 Гц. Есть возможность использовать дополнительно два диапазона. Ширина полос 10 Гц. Область измерений в полосе 0,1 – 100 нТл.

3.7 Инструмент SAS3:

Непрерывный мониторинг электромагнитной обстановки УНЧ-ОНЧ на борту МКС с помощью усовершенствованной системы SAS (SAS3-ISS) и одновременных наземных измерений в диапазонах УНЧ-ОНЧ важен в следующих областях: а) исследование и проверка направления Вектор Пойнтинга, нормаль волны и распространение энергии волны с использованием всей конфигурации SAS3-ISS. б) Исследование возможной связи между сейсмической активностью и явлениями УНЧ-ОНЧ, которые могут быть связаны с землетрясениями. в) Непрерывный мониторинг общей активности КНЧ-СНЧ-ОНЧ в околоземном пространстве ─ включая загрязнение КНЧ-СНЧ. г) Мониторинг естественных и техногенных изменений плазмосферы по вистлерам. д) Исследование электромагнитного фона и явлений космической погоды. е) Исследование влияния большой структуры МКС на распространяющийся волновой фронт. SAS3-ISS представляет собой сложную измерительную систему, состоящую из пяти основных частей в окончательной конфигурации. Эта система измеряет, оцифровывает поступающие ULFELF-VLF сигналы в диапазоне частот 1 Гц - 25 кГц (в фактическом положении МКС) с использованием высокой и низкой частоты дискретизации.

3.8.Цифровой радиочастотный анализатор (РЧА):

Основное назначение этого прибора – измерение естественных и техногенных электромагнитных излучений в диапазоне частот от 100 кГц до 15 МГц. Этот частотный диапазон охватывает высокочастотные свистовые волны, ленгмюровские и верхнегибридные моды естественной плазмы. Таким образом, этот прибор может быть использован как универсальный прибор для изучения нелинейных эффектов локальных плазменных резонансов, радиопередач с Земли и шума, генерируемого МКС, в указанном диапазоне частот. Шум, создаваемый станциями, в значительной степени неизвестен, поэтому исследования в этой области могут принести интересные результаты как с научной, так и с технической точек зрения. В частности, ожидается, что интерференция между электромагнитным излучением станций и естественными локальными резонансами в плазме может дать новые, неизвестные результаты. Этот прибор является совместным предприятием Центра космических исследований в Варшаве, Польша, и Шведского института космической физики в Уппсале, Швеция. Новая цифровая технология этого прибора делает его полностью программируемым устройством, которое легко адаптируется к любым научным/техническим задачам и телеметрическим возможностям. Функциональная блок-схема РЧА показана на рис. 8, а основные характеристики прибора приведены в табл. 8.

3.9.Плазморазрядный стимулятор (СИД):

SPP является оригинальным инструментом для проведения калибровки практически всех датчиков PWC. Электрический разряд дает широкий спектр электромагнитного излучения, а также является источником ускоренных частиц. Конкретные параметры SPP будут отрабатываться при испытаниях лабораторных моделей датчиков PWC.

---

Из dtic.mil: Отчет о ленгмюровских зондах FA8655-08-1-3006 для эксперимента «Обстановка» на борту Российского сегмента Международной космической станции; 04 августа 2010 г.

Это краткое техническое описание некоторых элементов электроники и обработки сигналов. Вот список некоторых упомянутых ссылок:

Презентации в честь гранта FA8655-08-1-3006

1. Киров Б., Батчваров Д., Крастева Р., Бонева А., Недков Р., Климов В., Грушин В., Георгиева К. Прибор для измерения электростатического заряда Международной космической станции в зависимости от космической погоды, Год Астрономия: Солнечная и солнечно-земная физика 2009, Материалы Всероссийской ежегодной конференции по физике Солнца, 11-15 июля 2009 г., Санкт-Петербург, Россия, стр.67, ISSN, 0552-5829

2. Киров Б., Батчваров Д., Крастева Р., Бонева А., Недков Р., Климов С., Грушин В., Зонды Ленгмюра для Международной космической станции, 11-я Научная ассамблея IAGA, Шопрон, Венгрия, 24-29 августа 2009 г. аннотация № 306-THU-P1700-0316

3. Киров Б., Влияние космической погоды на поверхностную зарядку космических аппаратов и прибор для измерения поверхностной зарядки Международной космической станции. Конференция «Гелиофизические явления и земная среда», 7-13 сентября 2009 г., Шибеник, Хорватия, http://www.zvjezdarnica.hr/meeting , сборник тезисов стр.24

4. Киров Б., Георгиева К., Василев В., Зарядка космического корабля и прибор для ее мониторинга на борту Международной космической станции, Симпозиум EOS/ESD 2010, 3-8 октября 2010 г., Курорт Джона Аскуаги Наггет, Спаркс (Рено), Невада Резюме принято № 71 http://www.esda.org/documents/2010SymposiumProgram.pdf

Документы, написанные и отправленные на экспертную оценку в знак признания гранта FA8655-08-1-3006

1. Киров Б., «Прибор для измерения поверхностной зарядки Международной космической станции», будет опубликован в специальном выпуске Бюллетеня факультета естественных наук Каирского университета, ISSN 1110-0966 с материалами симпозиума IAGA «Космическая погода». и его влияние на космические аппараты», 5-9 октября 2008 г.

2. Киров Б. «Влияние космической погоды на наземную зарядку космических аппаратов и прибор для измерения наземной зарядки Международной космической станции». Солнце и геосфера, ISSN 1819-0839, в печати, 2010 г.

---

Также есть англоязычная версия сайта эксперимента здесь: http://www.iki.rssi.ru/obstanovka/eng/index.htm и описание следующее; с https://www.energia.ru/en/iss/researchs/study/05.html

Обстановка Эксперимент

Задача:

• Организация и сопровождение экологического низкочастотного электромагнитного мониторинга нарушений окружающей среды на базе технических и технических средств; проведение на борту МКС плазменно-волновых измерений по программам фундаментальных исследований, посвященных солнечно-земным связям в наиболее активной области ионосферы - слое F2.

• Создание экспериментальной базы данных по электромагнитному состоянию ионосферы Земли с целью выявления и предотвращения его катастрофических изменений.

Задания:

1. Определение спектральной плотности электромагнитных, электростатических и магнитных полей в диапазоне частот от долей Гц до десятков мегагерц на этапе одноосных измерений при воздействии различных факторов орбитального полета, в том числе эффектов искусственного происхождения.

2. Измерения векторов напряженности магнитного поля Земли по курсу полета.

3. Определение спектров пульсаций плотности потока частиц плазмы.

Используемое научное оборудование:

• Плазменно-волновой комплекс (ПВК).

• В состав комплекса ПВК входят блоки КВД1 и КВД2, закрепленные на переходниках, и набор датчиков, размещенных на двух разборных штангах, а также блок хранения телеметрической информации (ТИСУ) со сменным блоком регистратора (БРУ).

Ожидаемые результаты:

• Исследование проблемы обеспечения долговременной устойчивой работы сверхбольших КА на орбите путем анализа достаточно большого количества накопленных натурных экспериментальных данных об электромагнитной обстановке (ЭМО).

Результаты эксперимента:

• Служебные и научные ТМИ передаются на землю по каналам БИТС 2-12, а также записываются на жесткий диск БСПН и сменный блок самописца (РРУ).