В работе представлены результаты исследований, направленных на определение параметров антенной системы российского сканера/зондировщика МТВЗА-ГЯ, функционирующего на борту космического аппарата (КА) «Метеор-М» №2-4.
Программа пилотирования КА «Метеор-М» №2-4 предполагает выполнение маневров, приводящее к изменению ориентации аппарата во время полета. Часть маневров предполагает существенные отклонения по углу крена, длительностью от нескольких десятков минут до нескольких часов. При этом ориентация МТВЗА-ГЯ изменяется таким образом, что часть рабочей области наблюдения направлена на поверхность Земли, а часть – в сторону открытого космоса. С определенной периодичностью (3-4 последовательных нисходящих полувитка), в область зрения аппарата попадает солнечный диск. Это дает уникальную возможность оценки реальных параметров антенной системы МТВЗА-ГЯ, недоступную в наземных условиях. Также следует отметить, что провести подобные оценки по наблюдениям поверхности Земли также не представляется возможным ввиду малых радиояркостных контрастов естественных объектов.
Один из эпизодов наблюдения солнечного диска датирован 28 мая 2024 года. Его анализу и посвящено данное исследование. В рамках выполненных работ была проанализирована геометрия наблюдений МТВЗА-ГЯ при выполнении маневра КА. Были определены ориентировочные углы крена, тангажа и рыскания аппарата на основе совмещения радиометрического портрета поверхности (для части измерений полувитка) с географическими объектами. Знание ориентации КА в момент наблюдения солнечного диска позволило определить ожидаемое расположение максимума регистрируемого прибором излучения и сравнить его с реальными данными. Для последующей трансформации измерений МТВЗА-ГЯ в объемную ДН антенной системы, была проведена серия векторных преобразований, обеспечившая однозначное позиционирование солнечного диска в системе координат поляризационных измерений, выполняемых прибором. При этом отличие полученных результатов от заявляемых разработчиками характеристик потребовало проведения дополнительных исследований. В результате, было показано, что одной из причин наблюдаемых расхождений является функция аппаратного сведения лучей визирования МТВЗА-ГЯ, относящихся к разным групповым облучателям антенной системе. Настроенное под наблюдение поверхности Земли, данное преобразование приводит к ошибочному позиционированию источников излучения, когда ось вращения прибора не принадлежит плоскости орбиты. Еще одной особенностью, требующей учета в рамках проводимых работ, является их дискретность, приводящая к тому, что максимум регистрируемого излучения Солнца не соответствует его центру. Также, в качестве существенного ограничения следует указать значительное превышение интенсивности излучения Солнца пределов допустимых измерений на отдельных частотах.
Рассмотрению этих и других вопросов, связанных с попытками авторов определить реальные значения пространственной разрешающей способности МТВЗА-ГЯ, посвящена содержательная часть представленной работы.
Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (тема «Мониторинг», госрегистрация № 122042500031-8).