ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ ПЛАНЕТАРНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ КОСМИЧЕСКИМИ СРЕДСТВАМИ
© В.А.Шувалов, А.А.Яковлев
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и научное прогнозирование"
2018 г.
В последние десятилетия климатологи отмечают повышенную изменчивость окружающей природной среды и, являющуюся следствием этого, возрастающую частоту появления катастрофических погодных и сейсмических явлений (тайфуны, цунами, землетрясения, наводнения и др.). Как правило это связывают с общим потеплением на планете. Однако причины процессов не ясны, и, соответственно, нет адекватных объяснений для разработки инструментов и методов для прогнозирования развития событий.
Основными параметрами, определяющими энергетический баланс и климат Земли, являются альбедо Бонда Земли, солнечная постоянная и тепловое излучение планеты. Для понимания происходящих процессов требуется непрерывная информация о вариациях этих величин. Проводить одновременный мониторинг альбедо Бонда, солнечной постоянной и теплового излучения планеты можно только с космического аппарата (КА), выведенного в окрестность точки либрации L1 системы «Солнце-Земля».
Наличие такого КА позволяет не только получить инструмент для надежной диагностики тенденций изменения климата на основе мониторинга энергетического баланса, но проводить в реальном времени мониторинг характеристик Солнца, солнечной активности и межпланетного пространства. Ведь именно процессы, происходящие на Солнце, оказывают ключевое влияние на состояние верхней атмосферы, ионосферы и околоземного космического пространства, и, следовательно, на био- и техносферу.
Приборный состав КА в окрестности точки либрации L1 системы «Солнце-Земля» должен быть следующим:
– телескоп (матричный приемник и радиометр), направленный на Землю, для измерения интегрального потока излучения планеты (спектральный диапазон – 0,2÷100 мкм);
– радиометр, направленный на Солнце, для мониторинга солнечной постоянной (спектральный диапазон – 0÷∞ мкм);
– блок приборов для получения высокоточных изображений Солнца и солнечной короны, а также регистрации солнечных вспышек и выбросов корональной массы в реальном режиме времени;
– блок детекторов для регистрации потоков высокоэнергичных частиц и жестких ионизирующих излучений, распространяющихся от Солнца по линии Солнце-Земля, измерения их энергий и спектров;
– блок измерения параметров и возмущений потока солнечного ветра.
Гало-орбита КА в окрестности точки либрации должна иметь период ~180 суток, что позволит минимизировать расход рабочего тела на поддержание орбиты и ориентации КА. Для вывода КА на гало-орбиту можно использовать двухимпульсный вариант с общим корректирующим импульсом ~100 м/с и временем перелета ~100 суток.
Общая масса целевых приборов вместе с коммутационной аппаратурой и блоком управления не превысит 200 кг, полная масса КА составит около 1000 кг, из которых почти половина – запас топлива. Вывод такого КА на гало-орбиту в окрестности точки либрации возможно осуществить носителем среднего класса типа «Союз» с разгонным блоком.
Литература
1. Абдусаматов Х.И., Лаповок Е.В., Ханков С.И. Мониторинг энергетического баланса Земли из точки Лагранжа L1 // «Оптический журнал», 81, 1, 2014, с. 25-31.
2. Писанко Ю.В., Пугачев В.П., Шувалов В.А., Яковлев А.А. Обоснование проектно-баллистических параметров внемагнитосферного космического аппарата для мониторинга Земли, Солнца и межпланетной среды // «Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ». Приложение за 2015 г. – М.: ОА «Корпорация «ВНИИЭМ», 2015, с. 52-61.