НАЧАЛО РАДИОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПЛАНЕТ С БОРТА КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ (КОНЕЦ 1950-Х – 1970-Е ГОДЫ)

© В.М.Чеснов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Исследование научного творчества К.Э. Циолковского"
2018 г.

Исследование Земли радиофизическими методами дистанционного зондирования (РФДЗЗ) с борта космического аппарата (КА) (радиопросвечивание атмосферы и ионосферы) началось при изучении принимаемого сигнала первого искусственного спутника в 1957 году. Первый же эксперимент по дистанционному исследованию других планет с помощью специальной радиотехнической системы был проведен с борта американского КА "Mariner 2" лишь в 1962 году при его пролете вблизи Венеры [1]. (Отсутствие априорных данных об атмосфере планеты привело к тому, что достоверная интерпретация полученных результатов могла быть осуществлена лишь спустя 13 лет [2].)

К началу 1960-х годов был выполнен ряд успешных экспериментов по активной радиолокации планет, что заложило, по существу, теоретический и практический фундамент для развития ДЗ планет в радиодиапазоне с борта КА.

В последующие два десятилетия был достигнут очевидный прогресс в средствах и методах исследований, позволивший получить более точные и более достоверные сведения в гораздо больших объемах. К таковым следует отнести, например, результаты первого эксперимента по картографированию Венеры в глобальном масштабе, выполненные американским КА "Pioneer-Venus-1" в 1978-1979 годах. [3]

Большая же часть исследований в этот период носила экспериментальный характер и выполнялась с помощью штатных приборов, имевших основное функциональное назначение другого плана. Так, например, моностатическая локация Луны проводилась в большинстве случаев с помощью высотомеров спускаемых аппаратов. Это обстоятельство существенно ограничивало исследуемую область. В то же время, даже специализированные устройства, такие как радиотелескоп, установленный на КА "Mariner-2", не давали достаточно точных и полных сведений.

Однако простой количественный анализ дает несколько превратную картину путей развития РФДЗ. В результате может сложиться впечатление, что одними из важнейших были исследования по моностатической локации Луны. Однако число этих исследований определяется количеством спускаемых аппаратов, совершивших мягкую посадку, а их совершенствование определялось в основном сменой типов конструкций направляемых к Луне автоматических станций.

Одновременно достаточной степени совершенства достигли исследования по радиопросвечиванию атмосфер и ионосфер планет. Сведения об этом направлении изучения планет приобрели в этот период совершенно другой аспект, если рассматривать их как логическое развитие более ранних экспериментов, выполненных с помощью искусственных спутников Земли.

Обработка полученных значений этих величин позволяла получить характеристики отражения планеты. К основным показателям такого рода относятся эффективная площадь рассеяния, диаграмма обратного рассеяния, удельная эффективная площадь рассеяния и коэффициент отражения. В свою очередь, интерпретация этих параметров в соответствии с теоретически обоснованными или же с эмпирически полученными формулами дает возможность оценить физические свойства поверхности планеты, прежде всего ее диэлектрическую проницаемость и среднеквадратичные углы наклона поверхности. Исходя из полученных оценок можно рассчитать плотность грунта и другие параметры [4]. Практически те же параметры определяются и в результате моно- и бистатических радиолокационных исследований с борта КА.

Литература

1. Jones D. An analysis of the Mariner 2 Venus probe microwave radiometer experiment // Trans. Amer. Geophys. Union. 1963. V. 44. N 4. P. 886.

2. Jones D. Evidence for the nonuniform distribution of microwave attenuating clouds in the atmosphere of Venus: Mariner 2 // Icarus. 1975. V. 25. N 4. P. 561-568.

3. Pettengill G., Eliason E., Ford P., Loriot G., Masursky H., McGill G. Pioneer Venus radar results: altimetry and surface properties // J. Geophys. Res. 1980. V. 85. A13. P. 8261-8270.

4. Александров Ю.Н., Ржига О.Н. Учет диффузного рассеяния при определении коэффициента отражения поверхности планет из радиолокационных наблюдений // Астрономический журнал. 1968. Т. 45. N 3. Т. 616-621.