ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫХ И КАТАСТРОФИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ И ОБЪЕКТОВ НА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ В ИНФРАКРАСНОМ ТЕПЛОВОМ ДИАПАЗОНЕ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ «УРАГАН» НА МКС

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫХ И КАТАСТРОФИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ И ОБЪЕКТОВ НА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ В ИНФРАКРАСНОМ ТЕПЛОВОМ ДИАПАЗОНЕ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ «УРАГАН» НА МКС

© Н.П.Акимов, М.Ю.Беляев, Ю.М.Гектин, А.М.Есаков, А.А.Зайцев, Д.С.Серебряков, М.В.Черемисин
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2017 г.

Космический эксперимент «Ураган» осуществляется на борту Российского сегмента Международной космической станции начиная с основной экспедиции МКС-1 [1─5]. Главной целью эксперимента является отработка новой аппаратуры, методов и технологий по изучению Земли и потенциально опасных процессов и явлений природного и техногенного характера, приводящих к катастрофам и экологическим проблемам на земной поверхности и в атмосфере.

В настоящее время съёмка Земли проводится с использованием имеющихся на борту РС МКС цифровых профессиональных полноформатных фотоаппаратов Nikon с длиннофокусными объективами, способными фиксировать цветные изображения объектов в видимом диапазоне спектра электромагнитных волн с разрешением до 2-3 м, и фото- и видео- спектрометрических систем – ФСС и ВСС с возможностью регистрации спектральной плотности энергетической яркости излучения, отражённого от подстилающей поверхности. Получено около 400 тысяч фотоизображений объектов природной среды и техносферы, в том числе большой объём новых научных знаний по нескольким десяткам актуальных проблем природоведения, экологии и в процессе мониторинга чрезвычайных ситуаций [1─5]. В рамках КЭ «Ураган» ведутся также работы по созданию нового оборудования на основе технических заданий на научную аппаратуру (НА) «Гиперспектрометр», Система ориентации видеоспектральной аппаратуры «СОВА». В следующем году в рамках КЭ «Ураган» планируется запуск на РС МКС новой НА «Икарус», создаваемой по соглашению между Роскосмос’ом и DLR.

Важной задачей является отработка аппаратуры и методов изучения земной поверхности в инфракрасном диапазоне. С этой целью для РС МКС в рамках КЭ «Ураган» создаётся научная аппаратура Радиометр инфракрасный высокого разрешения (РИВР). Её использование позволит решать следующие задачи:

– обнаружение пожаров, в том числе небольших очагов возгорания (3х3 м);

– изучение вулканической активности;

– картографирование тепловых аномалий вокруг потухших вулканов;

– контроль динамики атмосферных фронтов, ураганов, тайфунов;

– температурный режим городов и промышленных предприятий;

– изучение состояния лесных экосистем;

– определение температурных аномалий вдоль трубопроводов и др.

Границы спектральных диапазонов НА РИВР:

– 1 канал от 3.5 до 4.1 мкм;

– 2 канал от 8.0 до 10.0 мкм.

Угол сканирования прибора не менее 10°, что соответствует полосе обзора не менее 70 км с орбиты МКС. Угловое разрешение прибора (0.076 ± 0.010) мрад, что соответствует пространственному разрешению в надире 30 м с орбиты МКС во всех спектральных каналах.

Дано описание прибора, рассмотрены вопросы его интеграции на РС МКС и описаны решаемые с его помощью задачи.

Литература

1. Беляев М.Ю., Волков О.Н., Десинов Л.В., Десинов С.Л., Караваев Д.Ю. Анализ последних результатов наблюдения земной поверхности с борта МКС по программе изучения катастрофических явлений «Ураган» // Труды 39 Чтений К.Э. Циолковского, Калуга, 14-16 сентября 2004 г. Секция «Проблемы ракетной и космической техники», Казань, изд-во КГУ, 2005 г., с. 128-135.

2. Беляев М.Ю., Десинов Л.В., Волков О.Н., Караваев Д.Ю., Рязанцев В.В. Математическое и научно-техническое обеспечение экспериментов по программе изучения катастрофических явлений «Ураган» с борта МКС и анализ полученных результатов // Труды 40 Чтений К.Э. Циолковского. Секция «Проблемы ракетной и космической техники», Калуга, 13-15 сентября 2005 г. Казань, изд-во КГУ, 2006 г., с. 24-30.

3. Беляев М.Ю., Десинов Л.В., Крикалев С.К., Кумакшев С.А., Секерж-Зенькович С.Я. Идентификация системы океанских волн по космическим снимкам // Известия РАН. Теория и системы управления. 2009 г. № 1, с. 116-126.

4. Беляев Б.И., Беляев М.Ю., Десинов Л.В., Катковский Л.В., Крот Ю.А., Сармин Э.Э. Результаты испытаний фотоспектральной системы на МКС // Исследование Земли из космоса. 2014, № 6.

5. Беляев М.Ю., Десинов Л.В., Караваев Д.Ю., Сармин Э.Э., Юрина О.А. Аппаратура и программно-математическое обеспечение для изучения земной поверхности с борта российского сегмента Международной космической станции по программе «Ураган» // Журнал «Космонавтика и ракетостроение», № 1, 2015, с. 63-70.