Космический аппарат МКА-ФКИ №1 предназначен для изучения физических явлений и процессов в системе «атмосфера - земная поверхность» с помощью радиометра L-диапазона.

В процессе реализации экспериментов будут развиты необходимые модели и алгоритмы, отработаны методики проведения космических измерений, калибровки и валидации полученных данных, которые станут основой для решения целого ряда научных и практических задач:

- картирование влажности почв (в т.ч. под лесным пологом) по территориям регионального и глобального масштабов.

- исследование температурно-влажностного состояния лесоболотных систем.

- изучение биометрических характеристик растительности.

- изучение солености водных акваторий.

- исследование гляциальных и мерзлотных зон.

- изучение энергообмена системы океан-суша-атмосфера (совместно с данными других датчиков).

- исследование геотермальной деятельности, оценка границы зон и температурного режима.

- изучение помеховой обстановки.

- развитие методов калибровки данных.

- развитие методов совместной обработки данных с разным пространственным разрешением.

Некоторые ожидаемые результаты экспериментов и исследований:

- картирование влажности почв (5 - 7 градаций).

- картирование биомассы растительности (3 - 5 градаций).

- картирование солености акваторий (2 - 3 градации).

- оценка параметров тепловых потоков между океаном и атмосферой.

- картирование регионов с однородной радиояркостной температурой.

Результаты, полученные при проведении эксперимента, будут использованы для прогноза изменений окружающей среды и климата.

2. Состав аппаратуры

Унифицированная микроплатформа «Карат», создаваемая НПО им. С.А. Лавочкина, разрабатывается с использованием научно-технического задела, накопленного в процессе работы над рядом проектов, в том числе, малоразмерных КА.

Микроплатформа предназначена для создания на ее базе микроспутников различного назначения - для проведения исследований по изучению Солнца и солнечно-земных связей, по наблюдению малых тел Солнечной системы, по проведению экспериментов в области астрофизики, для наблюдения Земли из космоса в интересах фундаментальных космических исследований и т.д.

Платформа выполнена в виде бескорпусной, негерметичной конструкции. Платформа «Карат» состоит из следующих основных модулей [3]:

- базовая платформа;

- служебный модуль, включающий унифицированные сменные (при необходимости) приборные модули со стандартными интерфейсами;

- модуль системы энергоснабжения (СЭС);

- модуль двигательной установки;

- модуль целевой полезной нагрузки.

Рис. 1. Унифицированная микроплатформа «Карат»

Полезная нагрузка КА[4]:

- малогабаритный двухлучевой панорамный СВЧ-радиометр L-диапазона «Зонд-ПП».

- четырехзональная мультиспектральная камера

- фотограмметрический блок

- гиперспектрометр

СВЧ-радиометр L-диапазона «Зонд-ПП» предназначен для оценки влажности почв, параметров растительных покровов, солености морей при дистанционном зондировании Земли из космоса.

На основании регулярно получаемых заявок от ИРЭ РАН (Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук) производится съемка поверхности Земли с последующим сбросом целевой информации. Для ее обработки ведется калибровка целевой аппаратуры и отладка программного комплекса, разработанного институтом.

Анализ полученных данных, проведенный специалистами ИРЭ РАН, говорит о высоком качестве целевой информации и пригодности для дальнейшей тематической обработки. На изображениях в псевдоцвете по результатам измерений «Зонд-ПП» в период с 24 по 30 сентября хорошо видны характеристики морских льдов. В частности выделяются зоны многолетних и однолетних льдов вблизи Антарктиды, материковые многолетние льды и однолетние льды.

Одновременно с радиометрической информацией в ИРЭ РАН также передаются данные с четырехзональной мультиспектральной камеры, установленной на МКА-ФКИ (ПН1) «Зонд-ПП» для сопоставления видео- и радиометрических данных.

Мультиспектральная камера (дополнительная полезная нагрузка) работает в четырех зонах видимого спектра - красном, зеленом, синем и ближнем ИК-диапазоне.

Фотограмметрический блок - еще одна дополнительная полезная нагрузка, установленная на МКА «Зонд-ПП». С помощью этого прибора ведется летная отработка перспективных звездных датчиков, которые будут использованы на последующих изделиях.

Гиперспектрометр (ГСК, 150 спектральных каналов) - новая отечественная разработка, которая также проходит летную квалификацию на малом космическом аппарате «Зонд-ПП».

Подтвержденные характеристики гиперспектрометра позволяют решать ряд задач дистанционного зондирования Земли, таких как [4]:

- породной и возрастной классификации лесов;

- оценки биологического состояния лесных массивов;

- сельскохозяйственных объектов;

- уровня углеводородных загрязнений земной поверхности;

- экологического состояния водоемов;

- загрязнений береговой линии и морских прибрежных вод и др.

3. Характеристики приборов

Технические характеристики радиометра Зонд-ПП [5]

Основные функциональные и эксплуатационные характеристики гиперспектральной камеры ГСК-7ЛМ [6]

Космический аппарат МКА-ФКИ №1 предназначен для изучения физических явлений и процессов в системе «атмосфера - земная поверхность» с помощью радиометра L-диапазона.

Помимо радиометра в полезную нагрузку аппарата входят мультиспектральная и гиперспектральная камеры. Результаты работы этих приборов будут использованы для разработки перспективных средств ДЗЗ.

В процессе реализации экспериментов будут развиты необходимые модели и алгоритмы, отработаны методики проведения космических измерений, калибровки и валидации полученных данных, которые станут основой для решения целого ряда научных и практических задач.

К ближайшими зарубежными аналогами МКА-ФКИ можно отнести европейским SMOS и американским Aquarius.

Размещено на Allbest.ru