Результаты наземной калибровки инфракрасного фурье-спектрометра ИКФС-2 для космического аппарата «Метеор-М» № 2-1

Инфракрасный фурье-спектрометр температурного и влажностного зондирования серии ИКФС-2 предназначен для измерения спектров исходящего излучения атмосферы Земли и подстилающей поверхности в диапазоне спектра от 5 до 15 мкм (от 667 до 2000 см-1) со спектральным разрешением 0.4 см-1 (Головин и др., 2012).
Наземная калибровка является важной составляющей создания приборов космического базирования, обеспечивающей требуемые для решения целевых задач точностные характеристики. Наземная калибровка фурье-спектрометра ИКФС-2 включает в себя радиометрическую калибровку в вакуумной камере и измерение аппаратной функции прибора. Основными задачами радиометрической калибровки являются характеризация нелинейности фотоприемного устройства, определение спектральной яркости излучения бортового черного тела, а также определение пороговой спектральной яркости прибора. Кроме того, для успешного решения обратной задачи распространения излучения в атмосфере необходимо точное знание аппаратной функции прибора во всем рабочем спектральном диапазоне.
Наземная калибровка прибора ИКФС-2 для космического аппарата «Метеор-М» № 2-1 осуществлялась по вновь разработанной методике (Головин и др., 2016). В отличие от методики (Головин и др., 2012) калибровка проводилась в штатной комплектации прибора с радиационным холодильником. Захолаживание фотоприемника осуществлялось с помощью специально разработанного теплообменника, устанавливаемого вместо излучателя второй ступени радиационного холодильника. В качестве измеряемого объекта использовалась рабочая модель абсолютно черного тела, температура которого изменялась в диапазоне от -50 до 40 °С.
В ходе наземной калибровки получены следующие характеристики прибора:
- спектральное разрешение (ширина аппаратной функции по уровню 0.5 от значения в максимуме) – 0.4 см-1;
- погрешность измерения спектральной яркости объекта в терминах эквивалентной температуры не более 0.3° в диапазоне температур от -50 °С до 40 °С и в диапазоне длин волн от 8 до 15 мкм;
- пороговая спектральная плотность яркости: в полосе поглощения СО2 (13 - 15 мкм) – от 0.11 до 0.31 мВт·м-2·ср-1·см, в полосе поглощения H2O (вблизи 6 мкм) – 0.34 мВт·м-2·ср-1·см.
- угловое поле зрения по уровню 0.5 составляет 32 мрад, что соответствует размеру пиксела на поверхности Земли 26 км.