Линейка перспективных СВЧ радиометрических приборов для изучения системы «атмосфера – подстилающая поверхность» с долгоживущих орбитальных платформ

Исследование Земли спутниковыми СВЧ радиометрическими средствами с долгоживущих орбитальных платформ получило в последнее время новый импульс к развитию после запуска СВЧ радиометрического комплекса ATMS на платформе Suomi-NPP (НАСА, США). Аналогичные системы, построенные на новой технологической базе, в ближайшие 5-10 лет планируют вывести на орбиту ЕКА и Китайская метеорологическая администрация. При этом важно отметить не только развитие новых аппаратурных комплексов СВЧ диапазона, а также новые шаги в развитии программно-методического обеспечения для получения более точных и надежных оценок состояния окружающей среды по данным СВЧ радиометрических измерений.
Аналогичные системы развиваются в настоящее время и в России и, неизбежно, будут широко реализованы в российских перспективных проектах. В этой связи представляется важным на данном этапе провести глубокий анализ состояния зарубежных и отечественных разработок в этой области с тем, чтобы выработать обоснованные научно-технические предложения по созданию отечественной линейки перспективных СВЧ радиометрических приборов для изучения системы «атмосфера – подстилающая поверхность» с модульных долгоживущих орбитальных платформ изучения Земли. Именно выработка таких предложений и является основной целью данной работы.
Методологическую основу данной работы составляет анализ требований к спутниковым СВЧ радиометрическим системам со стороны крупномасштабных проектов по исследованию климатической и синоптической изменчивости Земли, численное моделирование, разработка предложений по перспективным СВЧ радиометрическим системам, оценка реализуемости предлагаемых решений.
В результате проведенного анализа впервые в отечественной практике представлен состав, определяющий основные конструктивные характеристики перспективного СВЧ радиометрического комплекса, в том числе:
• температурно-влажностный зондировщик атмосферы (ТВЗА) с элементами СВЧ спектрометра, обеспечивающего перенастройку каналов зондирования или, что более значимо, обеспечение спектрального сканирования по всей или по значимым частям полос поглощения;
• СВЧ радиометрическая поляриметрическая (с возможностью полного восстановления компонентов матрицы Стокса) система сантиметрового диапазона с улучшенными метрическими характеристиками для исследований подстилающей поверхности Земли, которая позволяет определять такие параметры, как температура поверхности океана, влажность поверхностного слоя почвы, скорость приводного ветра, интегральное влагосодержание атмосферы над водной поверхностью, характеристики морских льдов, характеристики снежного покрова суши, интенсивность осадков;
• СВЧ радиометрическая система дециметрового L-диапазона для исследований солености поверхности океана и объемной влажности почвогрунтов.
Важно, что представленные предложения учитывают, помимо прочего, имеющийся опыт и наработки отечественных научно-исследовательских и конструкторских коллективов. Это является существенным положительным фактором, обеспечивающим ее успешную реализацию.