Научная аппаратура ИМ-ФМ предназначена для регистрации микроускорений внутри спускаемого аппарата во время орбитального полета. Проводимые с помощью этой научной аппаратуры измерения получили то же наименование, что и сама научная аппаратура - КЭ «ИМ-ФМ». В ходе этого эксперимента будут проведены измерения как методом прямого видеонаблюдения – регистрацией траектории движения и взаимодействия со стенками кюветы трёх твёрдых пробных частиц из латуни диаметром 5 мм, находящихся в свободном движении внутри ограниченного объёма кюветы при воздействии на стенки корпуса кюветы (с закреплёнными на общем с ним основании записывающими камерами) остаточного ускорения уровня не более 10^-2g, так и измерения с традиционно используемых комплектов трёхосных датчиков микроускорений (прецизионные ёмкостные акселерометры), установленных на неподвижной и подвижной частях научной аппаратуры ВИБРОЗАЩИТА. Постановщиками КЭ являются ФГУП ЦНИИмаш и ФГБУН Институт прикладной математики РАН имени М.В.Келдыша.

Научная аппаратура ИМ-ФМ состоит из:

• акселерометра на платформе ИМ-ФМ-ПЛ;
• акселерометра на стойке ИМ-ФМ-СТ;
• блока управления и регистрации БПУ ИМ-ФМ.

При включении научной аппаратуры ИМ-ФМ начинает работать система измерения микроускорений, располагающаяся в блоке ИМ-ФМ-ПЛ, и система управления и регистрации БПУ ИМ-ФМ. Одновременно включается система регистрации микроускорений, располагающаяся в блоке ИМ-ФМ-СТ.

Блок ИМ-ФМ-ПЛ фактически является акселерометром, который представляет собой модель свободно движущегося тела и состоит из:

• кубической кюветы из органического стекла с пробными телами,
• системы освещения и видеорегистрации,
• системы инициирования свободного полёта пробных тел.

Для измерения микрогравитации в течение полета была выбрана схема со свободным полетом пробного тела и измерения отклонения его движения от прямолинейного и равномерного относительно борта КА. Система регистрации на протяжении всех циклов включения НА записывает видеоинформацию со свободным перемещением пробных тел сферической формы, когда они свободно двигаются внутри кюветы без контакта со стенками. С помощью электродвигателя происходит инициирование свободного полета пробных тел через механическое воздействие на кювету, встряхивающее её через определенные промежутки времени. Система видеорегистрации позволяет получать изображение в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, что является достаточным для последующего восстановления трехмерного движения конкретного пробного тела.

Блок ИМ-ФМ-СТ – это «виртуальный» акселерометр на стойке, а фактически - блок записи информации из научной аппаратуры ВИБРОЗАЩИТА по двум каналам одновременно. По первому каналу с этой научной аппаратуры поступает информация из трёхосного комплекта датчиков виброускорений (ёмкостные акселерометры), установленного на подвижной части виброзащитной платформы, изолированной от прямого действия бортовых вибраций, по второму каналу – с аналогичного комплекта датчиков на неподвижной части виброзащитной платформы. Таким образом, в энергонезависимой внутренней памяти блока ИМ-ФМ-СТ сохраняется информация об уровне вибрационного фона на борту космического аппарата, а также о работе научной аппаратуры ВИБРОЗАЩИТА и самого блока ИМ-ФМ-СТ.

В результате выполнения КЭ «ИМ-ФМ» ожидается получить сведения об уровне вибрационного фона на борту космического аппарата, полученные стандартным средством измерения (ёмкостным акселерометром) и методом наблюдения траектории перемещения свободных пробных тел, а также сделать выводы об эффективности работы НА ВИБРОЗАЩИТА. В ходе полёта будут определены вектора остаточного ускорения и угловой скорости в месте крепления НА, будут собраны исходные данные для разработки методики калибровки на борту КА низкочастотных высокоточных акселерометров и датчиков угловых скоростей, материалы эксперимента могут использоваться как учебно-демонстрационный материал.

Способ возвращения результатов космических экспериментов

Результаты измерений остаточных микроускорений в запоминающем устройстве возвращаются на Землю вместе с научной аппаратурой. В полёте на Землю передаётся краткая телеметрическая информация о состоянии работы научной аппаратуры.