Оптимизация состава СВЧ-радиометрического комплекса при исследовании лунного грунта (реголита)

Радиофизические методы, зарекомендовавшие себя при изучении Земли, позволяют провести дистанционное исследование космических тел Солнечной системы. К таким приборам относятся трассовые, сканирующие и панорамные СВЧ радиометры, рекомендованное для исследования Луны с платформ космического базирования, размещаемых на окололунных орбитах.

Волны СВЧ диапазона обладают большей проникающей способностью в лунном грунте, что позволяет определять термодинамические и минералогические свойства приповерхностного слоя лунного грунта (реголита). Интенсивность собственного излучения (эффективная радиояркостная температура) связана с поверхностной термодинамической температурой Луны, топографией, шероховатостью и отражательной способностью ее поверхности и профилем поглощения в слое грунта, которые зависят от его строения и диэлектрической проницаемости пород. Это, по существу, и дает возможность восстанавливать указанные параметры (или, по крайней мере, часть из них) по результатам многоканальных дистанционных измерений в СВЧ диапазоне.

В работе рассмотрена плоскослоистая модель лунного грунта с известным распределением по глубине температуры и комплексной диэлектрической проницаемости. Влияние топографии и шероховатости поверхности Луны можно смоделировать на основе обработки оптических измерений. А реализованные ранее возвратные лунные миссии дали возможность получить количественные оценки диэлектрических свойств некоторых пород, слагающих верхний слой грунта единственного спутника Земли.
Но, как показано в работе, диэлектрические свойства грунтов остаются еще недостаточно полно изученными. В частности, продолжения требуют измерения глубинных профилей диэлектрических свойств лунных грунтов и их компонентов во всем СВЧ диапазоне для всех возможных значений лунных температур.
В результате моделирования представлены глубинные профили полного поглощения СВЧ излучения в СВЧ диапазоне и соответствующие им весовые функции, от миллиметровых до дециметровых длин волн, а именно, в диапазоне от 8 мм до 21 см. Это позволило оценить глубинные профили весовых функций СВЧ излучения в реголите. В итоге это позволило сформулировать рекомендации по выбору перспективных диапазонов СВЧ зондирования лунного грунта.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИРЭ им. В. А. Котельникова РАН.