Роль имитационного моделирования при радиолокационном исследовании грунта планет и их плазменных оболочек

Созданию и эксплуатации спутниковых радиолокаторов для дистанционного зондирования ионосфер и грунта Земли и других планет Солнечной системы уделяется большое внимание. Основным достоинством этих приборов является нетребовательность к условиям освещенности исследуемого объекта в зоне съемки в сочетании с хорошим пространственным разрешением. Обладая высокой проникающей способностью, радиоволны используются для оперативного контроля, долгосрочных и регулярных наблюдений за глобальными и региональными физическими процессами в атмосфере и на поверхности планет, могут служить инструментом обнаружения подповерхностных техногенных и естественных образований.
При планировании радиофизических исследований с космических аппаратов важным этапом является формулировка основной цели эксперимента, которая в свою очередь определяет требования к параметрам орбиты космического аппарата, конструкции используемого прибора и типу излучаемых сигналов. Не менее ответственный этап – прогнозирование результатов и правильная интерпретация полученных данных. Это связано с тем, что для получения информации о параметрах атмосферы, грунта и подповерхностного слоя требуется объединение большого количества разнообразной информации: баллистической, геологической, метеорологической и т.д. Все элементы этой системы имеют свои погрешности и допущения. С развитием вычислительной техники и численных методов многие сложности в функционировании таких систем удается избежать, используя имитационное моделирование планируемого эксперимента.
Естественно, полностью физический процесс смоделировать невозможно, но можно проследить основные закономерности влияния моделей неоднородных сред и их граничных условий на распространение радиоволн в пространстве и во времени, оценить точность и информативность результатов. Так для подповерхностного зондирования целесообразно использовать метровые длины волн. Но для них непрозрачна ионосфера, поэтому, отдавая предпочтение длинным волнам, при помощи моделирования определяют степень влияния плазменных оболочек планеты на радиоволны этих частот.
Имитационное моделирование также эффективно используется на этапе интерпретации уже полученных результатов. Сравнение характеристик реального сигнала с рассчитанными на основе разработанных моделей позволяет оценить адекватность этих моделей и понять механизм взаимодействия радиоволн с природными средами. Во многих случаях имитационное моделирование позволяет значительно упростить и ускорить проведение научных радиолокационных экспериментов.