СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

© В.М.Шершаков
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и научное прогнозирование"
2014 г.

Важным аспектом безопасности и экологичности ракетно-космической деятельности является обеспечение попадания отделяющихся частей ракет-носителей (РН) в заданные районы. Неопределённость расчетов точек падения отделяющихся частей с помощью соответствующих моделей прогнозирования напрямую зависит от точности используемых данных о состоянии атмосферы, определяющих основные силы, действующие на РН и её отделяющиеся части в полете.

Наиболее эффективным способом решения задачи учёта параметров атмосферы при проведении баллистических расчётов является использование оперативной информации о фактических и прогнозируемых значениях параметров состояния атмосферы в районах пуска РН и падения отделяющихся частей.

Получение фактической информации может быть организовано на основе передвижных метеорологических станций, оснащенных как традиционными контактными средствами измерений метеорологических параметров, так и средствами дистанционного зондирования атмосферы, такими как радиолокационный ветровой профилемер и доплеровский метеорологический радиолокатор (ДМРЛ).

Данные радиолокационного ветрового профилемера используются для определения общей тенденции изменения профиля ветра, оценки возмущений воздушного потока при высокой турбулентности, сверхкраткосрочного прогноза развития шквалов и сильных порывов ветра. Системы наблюдений на основе современных ДМРЛ позволяют:

– выявлять зоны сильного ветра, их временные и пространственные градиенты;

– обнаруживать сдвиги ветра вблизи поверхности Земли, создающие значительную опасность при взлете РН;

– определять мезоциклоны, т.е. локальные вращения масс воздуха, способного породить торнадо;

– обнаруживать фронты порывистости, т.е. вытекающие из облака потоки холодного воздуха, движущегося с большой скоростью;

– вычислять дивергенцию ветра, указывающую на сильные нисходящие потоки;

– проводить идентификацию «микровзрывов» — резких нисходящих движений воздуха в облаке.

В последние годы в метеорологической практике для численного прогноза погоды и исследований атмосферных процессов происходит переход на негидростатические модели атмосферы высокого пространственного разрешения. Применение негидростатических мезомасштабных моделей вызвано использованием сеток с шагом меньшим 10 км и необходимостью учёта вертикальных ускорений на региональных масштабах движений.

В настоящее время в Гидрометцентре России находится в эксплуатации региональная модель COSMO-Ru. Метеополя, рассчитанные по системе COSMO-Ru, покрывают всю Европейскую территорию России и часть Западной Сибири и имеют разрешение по горизонтали 7 км, а по вертикали от 20 до 200 м в нижнем 5-километровом слое атмосферы. Расчёты проводятся с заблаговременностью 78 часов и с 3-часовым разрешением. Доступ к расчетным данным обеспечивается в оперативном режиме, включая удаленный доступ.

Вырабатываемая «по умолчанию» продукция технологии COSMO является избыточной. Поэтому для специализированного использования удалённым пользователям требуется подготовка специальных веток технологии, аккуратно производящих отбор (возможно, дополнительные вычисления на основе фактической данных) необходимых видов информации. Это в первую очередь необходимо для сокращения объемов передаваемой информации и облегчения её дальнейшей обработки.

Система подготовки выходной продукции COSMO-Ru, адаптированной для решения прикладных задач, должна работать в тесной взаимосвязи с общей технологией COSMO-Ru.