СОДЕРЖАНИЕ

Орбиты метеорологических ИСЗ и их характерные особенности

Первые советские метеорологические ИСЗ

Состав системы «Метеор» и аппаратура ее ИСЗ

Оперативный метеорологический ИСЗ «Метеор-2»

Экспериментальные метеорологические ИСЗ «Метеор»

Экспериментальный ИСЗ «Метеор» (№ 30)

Прием информации наземными пунктами

Обработка спутниковой информации

Использование спутниковой информации

Использование информации экспериментальных ИСЗ

Немного о перспективах

Рекомендуемая литература

НОВОСТИ ЗАРУБЕЖНОЙ КОСМОНАВТИКИ

Румянцев П. А.

Космическая система «Метеор». – М.: Знание, 1983. – 64 с, ил.– (Новое в жизни, науке, технике, Сер. «Космонавтика, астрономия»; № 10).

11 к.

Прогресс в современной метеорологии немыслим без повседневного использования гидрометеорологических измерений, проводимых с помощью искусственных спутников Земли. В брошюре рассказывается о советской спутниковой системе «Метеор», об истории ее развития и о современном состоянии.

Брошюра рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся прикладными аспектами космонавтики.

3607000000ББК 39.62

6Т6

© Издательство «Знание», 1983 г.

Первые же искусственные спутники Земли (ИСЗ) принесли неоценимые сведения об околоземном космосе. Физики и астрономы, связисты, навигаторы, геодезисты и оптики, специалисты многих других профессий получили в свое распоряжение великолепный инструмент для исследования. Но, пожалуй, самые широкие возможности открылись с появлением ИСЗ перед метеорологией. Известно, что в распоряжении метеорологов имеются самые разнообразные средства получения информации о состоянии атмосферы: метеорологические станции, радиозонды, радиолокаторы, ракеты. И все же сведения о состоянии атмосферы над обширными пространствами морей, океанов и высокогорных районов до сих пор очень малочисленны.

Применение ИСЗ в интересах метеорологии открывает широкие возможности для совершенствования службы погоды и развития метеорологических исследований. С помощью ИСЗ представляется возможность регулярно получать информацию об атмосфере и подстилающей поверхности Земли по всей планете. Спутниковая метеорологическая информация имеет первостепенное значение для анализа условий погоды над Мировым океаном и районами суши с редкой сетью наземных метеорологических станций.

Еще недавно прогнозы погоды составлялись для обеспечения хозяйственной деятельности относительно лишь небольших регионов. Теперь же, с созданием регулярных межконтинентальных авиалиний, морского транспорта и с распространением деятельности рыболовного флота на весь Мировой океан, становится необходимым получение информации о гидрометеорологической обстановке и ее предстоящих изменениях в масштабе всей Земли. Существующие в настоящее время на земном шаре около 10 000 метеорологических станций и примерно 800 станций радиозондирования не позволяют решить эту задачу. Они не могут дать информацию с огромных просторов океанов, их мало в труднодоступных районах суши, на ледяных просторах Арктики и Антарктиды. Почти 80% планеты остается «белым пятном» для метеорологии.

Только метеорологические ИСЗ, оснащенные специальной аппаратурой, непрерывно перемещаясь над Землей, с высоты своей орбиты могут давать информацию о состоянии атмосферы и земной поверхности в масштабе всего земного шара. Но и получение такой информации еще не является решением задачи. Необходимо, чтобы эта информация подвергалась немедленной обработке и сразу же передавалась в заинтересованные организации и в первую очередь в прогностические подразделения службы погоды для оперативного использования. Для этих целей созданы специальные наземные технические комплексы, с помощью которых осуществляется прием, обработка и распространение спутниковой информации в сжатые сроки.

ОРБИТЫ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ИСЗ И ИХ ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Движение ИСЗ. Известно, что запуск ИСЗ осуществляется с помощью ракеты-носителя (РН), которая стартует вертикально вверх для быстрейшего преодоления самых плотных слоев атмосферы. Постепенно разворачиваясь в вертикальной плоскости, РН движется под малым углом к горизонту, набирая все большую скорость. На первом, активном, участке траектории (участке выведения) РН и сообщает ИСЗ необходимую скорость в заданном направлении. При достижении РН заданной высоты, скорости и направления от нее автоматически отделяется ИСЗ и начинает свой орбитальный полет (второй, пассивный, участок траектории). С момента отделения ИСЗ от РН он движется по инерции, за счет энергии, приобретенной на участке выведения под главенствующим влиянием силы притяжения Земли, а также притяжения других тел, сопротивления атмосферы, светового давления и других сил.

Рис. 1. Эллиптическая орбита ИСЗ (I и II – два его положения на орбите): 0 – центр Земли; П и А – перигей и апогей орбиты; R, r и Н – радиус Земли (6378 км), расстояние ИСЗ от центра Земли (так называемый радиус-вектор ИСЗ) и высота орбиты (НА и НП – высота орбиты в точках апогея и перигея); a и b – большая и малая полуоси орбиты, rА и rП наибольшее и наименьшее расстояние ИСЗ от центра Земли (в точках апогея и перигея); φ – угол между направлениями из центра Земли на ИСЗ и на перигей орбиты (так называемая истинная аномалия)

Если принять Землю за шар с однородным распределением плотности, то движение ИСЗ будет проходить в центральном поле тяготения по закону невозмущенного (кеплеровского) движения. При этом плоскость орбиты ИСЗ проходит через центр Земли и сохраняет неизменное положение в пространстве относительно звезд при вращении и движении Земли. Орбитой спутника является эллипс, один из фокусов которого находится в центре Земли (рис. 1). Период обращения спутника Т тем больше, чем больше величина большой полуоси орбиты или, другими словами, чем больше высота полета спутника. Степень вытянутости эллипса характеризуется эксцентриситетом е = с/а, где с = (а² – b²)^1/2 (см. рис. 1), или е = (r_А – r_П )/2, или е = (r_А – r_П)/(r_A + r_П ). Для низкоорбитальных ИСЗ е ≈ (Н_А – Н_П )/2R, где R – средний радиус Земли (6378 км).

В частном случае, когда r_A ≈ r_П, e = 0 (круговая орбита). При этом сила земного притяжения уравновешивается центробежной силой и ИСЗ движется по круговой орбите с постоянной скоростью (при движении без сопротивления), называемой первой космической скоростью (она равна 7,91 км/с при H = 250 км), которую будем называть круговой. Эта круговая скорость v_к и период обращения ИСЗ изменяются в зависимости от высоты орбиты Н. Например, при высоте Н = 250 км v_к = 7,91 км/с, T = 84,5 мин, при H = 1000 км/с, v_к = 7 35 км/с, T = 105 мин, а при Н = 35 870 км, v_к = 3,07 км/с, Т = 1440 мин. Иначе говоря, чем выше над поверхностью Земли движется ИСЗ, тем меньше его круговая скорость и больше период обращения.

Рис. 2 Орбитальное движение ИСЗ: а) – элементы кеплеровской орбиты; б) – экваториальная (i = 0°) и полярная (i = 90°) орбиты; т. в. р. – точка весеннего равноденствия

При движении ИСЗ по эллиптической орбите его расстояние от центра (поверхности) Земли и скорость полета v непрерывно меняются. При этом в перигее скорость ИСЗ больше, а в апогее меньше, чем круговая скорость на соответствующих высотах. Скорость, бóльшая круговой, но меньшая второй космической скорости (11,19 км/с), называется параболической скоростью v_пар, и ИСЗ, имеющий такую скорость, движется по эллиптической орбите вокруг Земли. С увеличением высоты полета ИСЗ над поверхностью Земли параболическая скорость, как и круговая, уменьшается, и в перигее она больше, чем в апогее (v_П > v_A ).

Движение ИСЗ полностью определяется совокупным значением шести элементов его орбиты, которые представляют собой величины, задающие положение плоскости орбиты ИСЗ относительно плоскости земного экватора, а также положение ИСЗ на орбите и положение самой орбиты в ее плоскости (рис. 2), Зная эти шесть кеплеровских элементов орбиты i, Ω, ω, a, е, t (подробно они были рассмотрены в предыдущей брошюре этой серии), можно рассчитать прогноз движения ИСЗ, т. е. его положение на орбите в процессе его движения в любой момент времени, Если ИСЗ движется в центральном поле тяготения и в несопротивляющейся среде, то все элементы орбиты спутника, за исключением t, остаются без изменения в течение всего времени его полета.

Однако истинное движение ИСЗ происходит более сложным путем, чем в только что рассмотренном случае эллиптической орбиты. Во-первых, движение ИСЗ осуществляется не в центральном поле тяготения, поскольку Земля – это не однородный шар, а, скорее, сжатый эллипсоид вращения, имеющий значительный экваториальный выступ, с неравномерным распределением плотности вещества, Во-вторых, ИСЗ, особенно на низких орбитах, движутся в сопротивляющейся земной атмосфере. И наконец, на движение ИСЗ оказывают воздействие аномалии силы тяжести, а также тяготение Луны и Солнца. Все эти причины возмущают орбиту ИСЗ, вызывая непрерывное изменение элементов со временем. Причем выделяют вековые и периодические возмущения орбиты. Вековые возмущения действуют на протяжении всего полета ИСЗ в одну и ту же сторону, постепенно приводя к значительным изменениям элементов орбиты. Периодические возмущения, действуя в различные периоды времени в разные стороны, приводят к незначительным отклонениям действительных положений ИСЗ от теоретически вычисленных элементов эллиптической орбиты.

Сжатие Земли и неоднородность строения земной коры вызывают два вековых возмущения – прецессию орбиты и движение ее перигея. Прецессия орбиты представляет собой равномерное вращение плоскости орбиты относительно земной оси (очень медленно изменяется наклон орбиты), вызывая вековое движение восходящего узла ΔΩ.

Согласно небесной механике, для ИСЗ на полярных орбитах (i = 90°) прецессия равна нулю, т. е. ΔΩ = 0. Если 0 < i < 90°, то восходящий узел «отступает», т. е. движется с востока на запад. Следовательно, линия узлов движется вдоль экватора навстречу движению ИСЗ. Величина ΔΩ тем больше, чем меньше угол i и высота полета спутника. Она может достигнуть в сутки нескольких угловых градусов. В табл. 1 приведены данные величин прецессии плоскости орбиты ΔΩ за сутки в зависимости от высоты полета спутника Н и наклонения плоскости его орбиты к плоскости экватора.

Движение перигея орбиты – это изменение углового расстояния точки перигея Δω от восходящего узла, вызванное поворотом большой оси эллипса в плоскости орбиты. За один поворот ИСЗ вокруг Земли перемещение перигея Δω вполне известно. Оказывается, что если i ≈ 63,5°, то линяя апсид неизменна, т. е. точка перигея не перемещается. Если же i < 63,5°, то точка перигея совершает движение в направлении полета ИСЗ, а при i > 63,5° – попятное движение (навстречу движению ИСЗ), достигая наибольших величин при наименьших значениях i и при i = 90°. Со временем изменение ω приводит к постоянному смещению областей перигея и апогея от одних географических широт к другим. Например, ИСЗ на круговой орбите высотой Н = 500 км и i = 45° будет иметь за сутки Δω = +6,5° (прямое движение), а на орбите высотой Н = 900 км и i = 82° имеет попятное движение и Δω ≈ –2°.

Итак, сжатие Земли вызывает вековое изменение ориентации орбиты ИСЗ, не вызывая изменения ее формы. Сопротивление же земной атмосферы уменьшает кинетическую энергию ИСЗ, что приводит к изменению формы орбиты, к снижению высоты ИСЗ и вхождению его в более плотные слои атмосферы, где вследствие сильного нагревания он разрушается и сгорает (имеются в виду неуправляемые ИСЗ). В результате столкновения ИСЗ с молекулами воздуха он испытывает торможение, которое тем сильнее, чем больше скорость ИСЗ и плотность воздуха. Кроме того, торможение больше при большей площади поперечного сечения ИСЗ S и меньшей его массе m. Величина m/S называется поперечной нагрузкой и определяется конструкцией ИСЗ. При прочих равных условиях торможение ИСЗ атмосферой тем меньше, чем больше его поперечная нагрузка, и наоборот.

Известно, что чем выше над поверхностью Земли, тем меньше плотность воздуха и, следовательно, меньше торможение. Поэтому, а также в связи с тем, что с увеличением высоты полета ИСЗ скорость его уменьшается, ИСЗ, движущийся по эллиптической орбите, тормозится атмосферой в точке апогея значительно меньше, чем в области перигея. Торможение вблизи перигея уменьшает кинетическую энергию движения ИСЗ, его скорость резко уменьшается и каждый раз после прохождения точки перигея ИСЗ поднимается в области апогея на меньшую высоту, чем при предыдущем полете. По этой причине высота апогея быстро уменьшается, снижается и высота перигея, но незначительно, а все вместе приводит к постоянному уменьшению большой полуоси орбиты а. Наконец, так как H_А убывает в несколько раз быстрее, чем Н_П, то со временем уменьшается эксцентриситет орбиты е = (Н_А – Н_П )/2а, стремясь к нулю, т. е. эллиптическая орбита постепенно со временем превращается в круговую.

Таким образом, сопротивление атмосферы приводит к значительным изменениям размеров и постепенному изменению формы орбит ИСЗ.

Орбиты метеорологических ИСЗ. Выбор орбит метеорологических ИСЗ осуществляется на основании перечисленных общих закономерностей движения ИСЗ, а также специфики информации, получаемой с помощью метеорологических ИСЗ. При расчете параметров орбит, помимо технических возможностей, учитываются и количество одновременно функционирующих ИСЗ, и продолжительность существования каждого из них. При выборе орбит определяются районы земного шара, с которых может быть снята с помощью ИСЗ метеорологическая информация, рассчитываются время полета ИСЗ над тем или иным районом земного шара, ширина полосы обзора Земли и разрешающая способность всех видов бортовой научной аппаратуры, т. е. Величина площадей на местности, соответствующих элементам разложения телевизионных и инфракрасных снимков. Для советских метеорологических ИСЗ характерными являются эллиптические орбиты, близкие к круговым; приполярные и солнечно-синхронные, Рассмотрим подробнее каждую из них.

Круговые или близкие к круговым орбиты (разница высот в перигее и апогее не более 50 км) метеорологических ИСЗ позволяют получать все виды метеорологической информации в одинаковых масштабах, что значительно упрощает как их обработку, так и использование в оперативной и научной работе. Известно, что составление фотомонтажной из равномасштабных телевизионных и инфракрасных снимков облачных и ледяных полей и земной поверхности значительно проще, чем из разномасштабных. Облегчается работа с равно-масштабными многозональными снимками по изучению природных ресурсов Земли, а также упрощается обработка цифровой информации, полученной с помощью таких спутников, на ЭВМ.

Иначе говоря, круговые и близкие к круговым орбиты метеорологических ИСЗ позволяют избежать ввода (при обработке информации) необходимых поправок за счет изменения высоты полета ИСЗ не только в результаты наблюдения, получаемые на небольшом участке орбиты (в зоне радиовидимости пункта) в режиме непосредственной передачи, но и в результаты наблюдения, получаемые бортовой аппаратурой в режиме запоминания в течение полета ИСЗ на полном витке.

Приполярные (близкие к полярным) орбиты для метеорологических ИСЗ выбираются с целью получения возможности осуществлять съем информации с любого района земного шара. Для советских метеорологических ИСЗ важно и то, чтобы они получали информацию со всей территории Советского Союза, значительная часть которой расположена в приполярных и полярных районах. По этой причине, начиная с первых советских метеорологических ИСЗ, их запуск производится на приполярные (близкие к полярным) орбиты с наклонением плоскости орбиты к плоскости экватора i = 81 – 82°, В процессе полета проекция орбиты ИСЗ на поверхность Земли простирается до широт, равных значениям наклонения его плоскости орбиты. И если наклонение плоскости орбиты ИСЗ к плоскости экватора равно 81 – 82°, то и проекция орбиты на поверхность Земли будет простираться в Северном полушарии до 81 – 82° с. ш. и в Южном полушарии – до 81 – 82° ю. ш.

Проекция витка орбиты ИСЗ на земную поверхность при каждом новом его обороте вследствие суточного вращения Земли смещается к западу относительно прежнего своего положения. Такое смещение измеряется в угловых градусах и называется инкриментом долготы. Оно зависит в основном от высоты полета ИСЗ и, следовательно, периода его обращения. Иными словами, инкримент долготы равен величине угла, на который Земля поворачивается вокруг своей оси за время одного периода обращения спутника. С помощью метеорологических ИСЗ, запускаемых на приполярные орбиты, представляется возможность осуществлять съем информации (с учетом имеющейся ширины полосы обзора его бортовой аппаратурой) практически со всей поверхности земного шара (включая всю территорию Арктики и Антарктиды).

Метеорологические же ИСЗ, имевшие наклонение плоскости орбиты, равное 48 – 58° (как у первых американских ИСЗ «Тирос»), позволяли осуществлять съем информации только с территорий, расположенных на широтах, меньших чем 48 – 58°. При этом приполярные области в метеорологическом отношении оказывались неосвещенными.

Солнечно-синхронные орбиты исключительно удобны для ведения ряда метеорологических наблюдений, поскольку они позволяют ежесуточно осуществлять наблюдения практически в одно и то же местное время. Подробнее о всех преимуществах солнечно-синхронной орбиты будет рассказано в разделе «Прием информации наземными пунктами». Следует, правда, отметить, что вывод ИСЗ на такие орбиты не всегда технически доступен, поскольку для этого предъявляются особые требования как к местоположению космодрома, так и к используемым для этой цели РН. Солнечно-синхронные, точнее, квазисолнечно-синхронные, орбиты можно получать при запуске ИСЗ не в восточном (как при запуске на приполярные орбиты), а в западном направлении. При этом угол наклонения плоскости такой орбиты к плоскости экватора составляет более 90°.

Надо сказать, что величина угла наклона солнечно-синхронной орбиты выбирается в строгой зависимости от высоты полета ИСЗ: она тем больше, чем выше его орбита. Так, например, для экспериментальных советских метеорологических ИСЗ, запускаемых с 1977 г. на солнечно-синхронные орбиты высотой 630 – 650 км, наклон плоскости орбиты выбирается равным около 98°, тогда как для американских метеорологических спутников «НОАА», имеющих высоты орбит около 1500 км, углы наклона плоскости орбит составляли 115 – 116°.

Высота полета ИСЗ имеет существенное значение для проведения метеорологических измерений. От нее зависит не только ширина полосы обзора подстилающей поверхности, но и разрешающая способность бортовой аппаратуры. Оба этих требования противоположны друг другу, т. е. с увеличением высоты полета ИСЗ увеличивается ширина полосы обзора и одновременно ухудшается детальность обзора. Но несмотря на это, прогресс ракетно-космической техники в последние годы позволил с одновременным увеличением высоты полета ИСЗ как существенно расширить полосу обзора местности, так и повысить разрешение изображений.

Добиться этого оказалось возможным в первую очередь с помощью оптико-электронной сканирующей аппаратуры (как, например, у ИСЗ «Метеор-2»). Одновременно с этим от высоты полета ИСЗ зависит и частота обзора всей планеты. Теоретические расчеты и опыт работы с метеорологическими ИСЗ показывают, что для создания метеорологической космической системы, позволяющей осматривать всю поверхность земного шара, скажем, два раза в течение суток, достаточно 2 – 3 ИСЗ типа «Метеор-2».

Говоря об орбитах метеорологических ИСЗ, надо отметить, что систему непрерывного наблюдения над ограниченной территорией из космоса можно создать с помощью геостационарных метеорологических ИСЗ, имеющих экваториальную орбиту высотой около 36 000 км и совершающих один оборот за сутки вокруг Земли (с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения Земли).

Все эти особенности движения метеорологических ИСЗ необходимо хорошо знать специалистам-метеорологам, которые осуществляют обработку, географическую привязку и интерпретацию спутниковой информации.

ПЕРВЫЕ СОВЕТСКИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ИСЗ

Рассмотрим теперь, как развивалась спутниковая метеорология в нашей стране¹. Отработка отдельных устройств для советских метеорологических ИСЗ проводилась в период 1963 – 1964 гг. с помощью ИСЗ «Космос-14» и «Космос-23». Эксперименты же по получению метеорологической информации с помощью искусственных спутников Земли начались с запуском 25 июня 1966 г. ИСЗ «Космос-122», который был выведен на круговую орбиту с периодом обращения 97,1 мин, высотой орбиты около 650 км и наклонением орбиты к плоскости экватора 65°. Все последующие советские метеорологические ИСЗ запускались на орбиты с наклонением к плоскости экватора 81,2°. На этом ИСЗ была установлена и испытывалась телевизионная (ТВ), инфракрасная (ИК) и актинометрическая (АК) аппаратура. ТВ-аппаратура состояла из двух телевизионных камер, с помощью которых производилось наблюдение (съемка) облачности и земной поверхности только на освещенной (дневной) стороне Земли, т. е. в видимом участке спектра (0,5 – 0,7 мкм). Производя покадровую съемку вдоль трассы полета ИСЗ, ТВ-аппаратура обеспечивала получение мозаик отдельных снимков (рис. 3), Из которых составлялась схема облачного покрова в полосе шириной около 1000 км.

¹ Более подробно об этом см.: Агалаков В. С., Сире А. Ш. Метеорологические ИСЗ. – М.: Знание, 1976.

Камеры обладали хорошей разрешающей способностью – элемент разложения фотоснимка соответствовал на местности площади 1,25 × 1,25 км. Это позволяло опознавать облачные образования, начиная с размеров в 3 – 4 км. Чувствительность ТВ-камер, установленных на борту «Космос-122», к контрастам яркости между облаками и подстилающей поверхностью давала возможность получать четкие контуры облачных полей и отдельных облаков. Различие в отражательной способности самих облаков позволяло судить об их плотности, толщине и других свойствах.

Для наблюдения за облачным покровом на ночной (теневой) стороне планеты, использовалась ИК-аппаратура телевизионного типа. Приемная часть этой аппаратуры чувствительна к тепловому излучению в области окна прозрачности атмосферы 8 – 12 мкм, где сконцентрирована бóльшая часть тепловой энергии, проникающей сквозь атмосферу и уходящей за ее пределы. Поскольку в этом окне прозрачности атмосфера почти не поглощает инфракрасного излучения Земли и облаков, тепловая энергия, воспринимаемая ИК-аппаратурой, использовалась для определения температуры Земли или верхней поверхности облаков.

Рис. 3. Один из снимков, полученных с помощью ТВ-аппаратуры ИСЗ «Космос-122» (Скалистые горы, Британская Колумбия; покрыты снегом)

Электрические сигналы, пропорциональные интенсивности теплового излучения земной поверхности и облаков, преобразовывались в яркостное изображение телевизионного типа, характеризующее тепловые контрасты излучающих поверхностей. В связи с тем что температура верхней границы облаков в большинстве случаев ниже температуры подстилающей земной поверхности, представлялась возможность обнаруживать облачность на фоне этой поверхности. Через это окно прозрачности осуществлялось фотографирование облачности не только в ночное, но и в дневное время, что позволяло сравнивать изображения одной и той же облачности, полученной с помощью ТВ- и ИК-аппаратур в дневное время.

Находясь на высоте около 650 км, ИСЗ «Космос-122» «просматривал» вдоль трассы своего полета полосу шириной около 1100 км. Разрешающая способность ИК-аппаратуры была хуже, чем у дневных телевизионных камер, и составляла 15 × 15 км. Приемная часть аппаратуры при положительных температурах могла регистрировать тепловые контрасты в 2 – 3 К, а при низких отрицательных температурах – в 7 – 8 К.

АК-аппаратура ИСЗ «Космос-122» была предназначена для измерения интенсивности радиации, уходящей от Земли. Эти измерения осуществлялись с помощью нескольких радиометров, объединенных в единый комплект, в который входили два узкоугольных прибора (±60°) и два широкоугольных несканирующих прибора, охватывающих своим полем зрения всю «видимую» с ИСЗ часть Земли. Узкоугольные приборы осуществляли сканирование в плоскости, перпендикулярной к траектории полета ИСЗ, и с их помощью измерялась уходящая радиация в спектральных интервалах 0,3 – 3; 8 – 12 и 3 – 30 мкм. Измерения в двух последних интервалах осуществлялись с помощью одного прибора: при сканировании в одном направлении в интервале 3 – 30 мкм, а в обратном – в интервале 8 – 12 мкм. Широкоугольные приборы использовались для измерения излучения, уходящего от всей видимой части Земли и атмосферы во внешнее пространство.

Выбор спектральных участков актинометрических измерений был не случаен. Приборы, работающие в диапазоне 0,3 – 3 мкм, регистрировали отраженную солнечную радиацию, а в области 3 – 30 мкм – тепловое излучение Земли и атмосферы. Измеряя эти параметры в глобальном масштабе и учитывая, что приход солнечной энергии на нашу планету известен и практически постоянен, можно без особых трудностей определять радиационный баланс системы Земля – атмосфера, что вводилось в расчетные схемы долгосрочных прогнозов погоды. Данные об уходящей радиации в диапазоне длин волн 8 – 12 мкм позволяли рассчитывать температуру излучающих объектов, т. е. температуру поверхности материков, морей и океанов, а также облаков. Последнее давало возможность с достаточной степенью точности рассчитывать высоту верхней границы облачности, что важно для авиации.

Для использования метеорологической информации, получаемой с помощью ИСЗ, в службе погоды необходимо обеспечить ее обработку и анализ в сжатые сроки, не превышающие нескольких часов. Иначе данные устаревают и теряют оперативную ценность. Поэтому для обработки этой информации был создан специальный технический комплекс. Если анализ фотографий облачности, сделанных с помощью ТВ- и ИК-аппаратур, может выполнять специалист-метеоролог путем их визуального просмотра, то обработка и анализ данных, полученных с помощью АК-аппаратуры, невозможны без помощи электронно-вычислительных машин (ЭВМ). После обработки актинометрическая информация выдается в виде цифровых карт с нанесенной сеткой меридианов и параллелей, где дано распределение интенсивности радиации по земному шару.

Для того чтобы обеспечить правильную работу всей метеорологической аппаратуры ИСЗ, к его конструкции предъявляются очень серьезные требования. Прежде всего ИСЗ должен быть постоянно ориентирован соответствующим образом относительно земной поверхности: объективы приборов должны смотреть все время на Землю. Не допускается наличие покачивания и вращения ИСЗ вокруг какой-либо из осей, и поддержание постоянной ориентации и стабилизации в определенном положении требует специальных устройств непрерывного действия.

Все эти устройства, так же как и аппаратура запоминания информации, средства связи и другие, нуждаются в значительной энергии. На борту «Космоса-122» ее давали большие солнечные батареи.

Сейчас, уже много лет спустя после запуска «Космоса-122» – одного из первых метеорологический ИСЗ,– можно отметить, что он стал как бы типовым метеорологическим ИСЗ первого поколения, которые на протяжении более 10 лет входили в состав советской метеорологической системы «Метеор».

СОСТАВ СИСТЕМЫ «МЕТЕОР» И АППАРАТУРА ЕЕ ИСЗ

28 февраля 1967 г. был осуществлен запуск очередного метеорологического ИСЗ – «Космос-144», а 27 апреля 1967 г. – ИСЗ «Космос-156», Эти два ИСЗ и составили советскую метеорологическую космическую систему «Метеор», началом функционирования которой является 27 апреля 1967 г. Орбиты ИСЗ имели высоту около 630 км и периоды обращения около 97 мин. Наклонение i = 81,2° вместо 65°, которое имели все предшествующие метеорологические ИСЗ. Состав научной бортовой аппаратуры ИСЗ был тот же, что у ИСЗ «Koсмос-122». С марта 1969 г. советская метеорологическая космическая система начала восполняться ИСЗ, носящими название «Метеор». А с 29 апреля 1971 г. была изменена высота полета ИСЗ: они стали запускаться на орбиты высотой около 900 км.

Восполнение системы «Метеор» очередным ИСЗ осуществляется из такого расчета, чтобы в ее составе постоянно находились 2 – 3 исправных метеорологических ИСЗ. Кроме 2 – 3 ИСЗ, в состав системы «Метеор» входит сеть наземных пунктов приема, обработки и распространения спутниковой информации, размещённых по всей территории страны. Как правило, все они совмещены с сетью наземных гидрометеорологических наблюдений. Кроме того, имеется служба контроля состояния бортовых систем ИСЗ и управления их работой. В ее составе командно-программные станции, станций траекторных измерений и пункты приема служебной информации,

Начиная с запуска первых метеорологических ИСЗ и вплоть до настоящего момента конструкция отдельных систем наблюдений, а также комплекс технических средств метеорологической космической системы непрерывно совершенствуются. В соответствии с программой дальнейшего развития космической метеорологической системы с 1974 г, в нашей стране начали запускаться экспериментальные метеорологические ИСЗ «Метеор», а с 1975 г.– усовершенствованные оперативные метеорологические ИСЗ второго поколения «Метеор-2».

С этого времени в космическую метеорологическую систему «Метеор» входят два вида метеорологических ИСЗ; оперативные и экспериментальные. Оперативные ИСЗ являются составной частью общей системы гидрометеорологических наблюдений. Они оснащены комплексом однотипной аппаратуры. Экспериментальные метеорологические ИСЗ используются для проведения поисковых научно-исследовательских работ, направленных на расширение состава гидрометеорологических наблюдений и наблюдений, необходимых для исследования природных ресурсов Земли, а также для совершенствования методов наблюдений. Состав аппаратуры измерительного комплекса этих ИСЗ является однотипным.

Метеорологические ИСЗ обоих видов представляют собой автоматические космические обсерватории, снабженные сложным электротехническим, электро- и оптикомеханическим и радиоэлектронным оборудованием, герметически изолированные от внешней среды. Они снабжены аппаратурой для оперативного и регулярного получения метеорологической информации со всего земного шара и служебной аппаратурой, обеспечивающей нормальные условия работы всех бортовых систем. Они относятся к космическим аппаратам с активной системой ориентации корпуса. Такая автономная электромеханическая система обеспечивает постоянную точную ориентацию ИСЗ относительно орбитальной системы координат и тем самым постоянное направление на Землю приемных устройств метеорологической аппаратуры. Точная ориентация существенно упрощает географическую привязку метеоинформации при ее наземной обработке.

Бортовая энергетическая установка, используя солнечные батареи, обеспечивает электроэнергией всю аппаратуру спутника.

В настоящее время можно выделить ряд принципиальных положений, касающихся типов бортовой аппаратуры метеорологических ИСЗ, несмотря на отдельные различия ее состава, технических характеристик и исполнения. Весь комплекс бортовой спутниковой аппаратуры, как и у их предшественников, состоит из группы научной и служебной аппаратур. Научная аппаратура предназначена для получения необходимой метеорологической информации о состоянии атмосферы и земной поверхности. Служебная аппаратура предназначена для нормального функционирования научной аппаратуры и всего ИСЗ в целом.

В соответствии с информацией, регистрируемой метеорологическими ИСЗ, научная аппаратура может быть условно разделена на две группы. К первой относится аппаратура, которую можно назвать обзорной. Она предназначена для получения изображения облачности, ледяных и снежных полей и подстилающей поверхности. Ко второй группе относится аппаратура, которую условно можно назвать измерительной, поскольку она предназначена для получения количественных характеристик или абсолютных величин собственного излучения системы Земля – атмосфера.

Следует отметить, что такое деление научной аппаратуры является условным, поскольку одна и та же научная система может быть одновременно как обзорной, так и измерительной.

На метеорологических ИСЗ в составе обзорной аппаратуры имеется аппаратура, работающая по принципу оптико-механического сканирования, который позволяет осуществлять поэлементный просмотр подстилающей поверхности в пределах достаточно узкого телесного угла, называемого углом поля зрения прибора. Элементарный угол зрения образует конус, сечение которого поверхностью земного эллипсоида определяет элементарную площадку земной поверхности, называемую разрешением прибора. Перемещение элементарного поля зрения в плоскости, перпендикулярной плоскости орбиты обеспечивает просмотр полосы подстилающей поверхности.

Такое перемещение (сканирование) элементарного поля зрения осуществляется с помощью оптико-механической системы, основу которой составляет зеркало, совершающее колебательное или вращательное движение. Благодаря этому движению зеркала обеспечивается перемещение пятна поля зрения прибора по поверхности Земли. Полет ИСЗ вдоль орбиты с одновременным сканированием обзорной аппаратуры в направлении, перпендикулярном траектории полета, обеспечивает непрерывный просмотр полосы подстилающей поверхности, ширина которой зависит от максимального угла отклонения сканирующего зеркала от направления в надир высоты орбиты спутника.

ОПЕРАТИВНЫЙ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ ИСЗ «МЕТЕОР-2»

Оперативный метеорологический спутник «Метеор-2» (рис. 4), как уже отмечалось, представляет собой второе поколение метеорологических ИСЗ и обладает более высокими характеристиками по сравнению с ИСЗ «Метеор» первого поколения. Состав аппаратуры, устанавливаемой на оперативных ИСЗ «Метеор-2», приводится в табл. 2. Из нее видно, что на этих ИСЗ установлены три типа сканирующей обзорной аппаратуры, работающей в различных участках спектра: в видимом (0,5 – 0,7 мкм) и инфракрасном (8 – 12 мкм и 11,10 – 18,70 мкм).

Первый тип аппаратуры (ТВ-) предназначен для получения изображения облачности, ледяных и снежных полей, а также других видов подстилающей поверхности. Поскольку эти объекты обладают различными коэффициентами отражения, то это позволяет получать изображения с широким диапазоном полутонов. На оперативных спутниках «Метеор-2» телевизионная аппаратура представлена в двух видах:

1. Сканирующий телефотометр для автоматической (прямой) передачи изображения облачности, т. е. для получения (на оперативной основе) региональных изображений непосредственно того района, над которым пролетает ИСЗ и где установлена наземная аппаратура приема. Данный режим работы называется режимом непосредственной передачи изображений.

2. Сканирующая ТВ-аппаратура, предназначенная для получения глобальных изображений (т. е. для всей дневной стороны Земли). Этот режим работы называется режимом запоминания информации, ТВ-аппаратура ИСЗ «Метеор-2» дает возможность различать облачность на фоне подстилающей поверхности при условии достаточной освещенности в районе съемки (при высоте солнца над местным горизонтом более 5°).

Для обнаружения и прослеживания облачности на теневой стороне Земли используется ИК-аппаратура, работающая в участке спектра 8 – 12 мкм. Одновременно с этим ИК-аппаратура на всех метеорологических ИСЗ также успешно работает по съему информации и на освещенной стороне Земли. Другими словами, с помощью ИК-аппаратуры осуществляется глобальный съем информации, как на теневой, так и на освещенной части каждого рабочего витка. Яркость (тон) изображения какого-либо объекта на инфракрасном снимке определяется главным образом температурой излучающей поверхности. Облака, имеющие чаще всего более низкую температуру, чем подстилающая поверхность, представляются на инфракрасных снимках яркими зонами на фоне серой или темной подстилающей поверхности.

3. Сканирующий восьмиканальный ИК-радиометр.

Рис. 4. Общий вид усовершенствованного метеорологического ИСЗ «Метеор-2»: 1 – панели солнечных батарей; 2 – экран системы терморегулирования; 3 – датчики системы ориентации солнечных батарей; 4 – корпус герметического отсека; 5 – приемопередающие антенны; 6 – приборный отсек с научной аппаратурой

Как уже отмечалось, ИСЗ «Метеор-2» запускаются на приполярные орбиты, близкие к круговым, имеющие высоты около 900 км. Углы наклона их плоскостей к плоскости экватора составляют 81,2°. За один оборот вокруг Земли ИСЗ «Метеор-2» может снимать ТВ- и ИК-информацию в режиме запоминания с территории, составляющей около 20% поверхности земного шара. Из опыта использования спутниковой информации известно, что в интересах службы погоды она должна собираться с территории всего земного шара несколько раз в сутки. Это можно сделать только с помощью системы из нескольких одновременно функционирующих оперативных метеорологических ИСЗ.

Дело в том, что оперативный ИСЗ, выведенный на орбиту высотой около 900 км, имеет период обращения Т = 102,5 мин. За это время Земля успевает повернуться вокруг своей оси на угол около 25,6°, что соответствует линейному смещению около 2800 км на экваторе и около 1500 км на широте Москвы. В то же время ширина полосы обзора бортовой научной аппаратуры ИСЗ «Метеор-2», согласно табл. 2, равняется для ТВ-аппаратуры 2100 и 2200 км, а для ИК-аппаратуры 2600 км. Это значительно меньше межвиткового смещения проекции орбиты, ИСЗ на экваторе. Следовательно, с помощью одного ИСЗ «Метеор-2» нельзя без пропусков в экваториальной зоне «осматривать» всю поверхность Земли.

При создании метеорологической системы требуется, чтобы плоскости орбит входящих в нее ИСЗ были определенным образом разнесены по долготам восходящих узлов. Так, например, при создании системы из двух ИСЗ восходящие узлы их орбит должны быть разнесены на 90 – 100° по долготе на экваторе, а при создании системы из трех ИСЗ – на 60°, Кроме того, известно, что через некоторое время после запусков ИСЗ вследствие прецессии орбит, о чем говорилось ранее, их проекции на земную поверхность будут сходиться вместе или, наоборот, расходиться на расстояния, более допустимых. В результате этого ИСЗ будут фотографировать одну и ту же местность или оставлять непросмотренными значительные территории.

Такое нежелательное явление возникает из-за разных высот орбит, на которые выводятся ИСЗ. Чтобы избежать это явление, необходимо после запусков ИСЗ проводить коррекцию их орбит. Для этой цели на борту метеорологических ИСЗ должны быть установлены специальные корректирующие двигательные установки, позволяющие изменять высоту орбиты ИСЗ до необходимых значений.

Рис. 5. Схема взаимного расположения ИСЗ системы «Метеор»

Одним из таких типов корректирующих двигателей является ионноплазменный двигатель, создающий тягу за счет высоких скоростей излучаемой двигателем плазмы. Такой двигатель впервые был установлен на метеорологическом ИСЗ «Метеор», запущенном 29 декабря 1971 г. С помощью двигательной установки, которая была включена с 14 по 22 февраля 1972 г., была увеличена высота орбиты ИСЗ на 16,5 км с целью доведения количества витков, совершаемых им в течение суток, до 14. Последнее позволило в дальнейшем осуществлять съем метеорологической информации с помощью этого ИСЗ «Метеор» строго с одних и тех же районов земного шара и почти в одно и то же время суток, что очень удобно для прогноза погоды.

Расчеты и многолетняя практика работы показала, что в составе космической метеорологической системы практически достаточно иметь два оперативных ИСЗ и один-два экспериментальных. С помощью двух оперативных ИСЗ, плоскости орбит которых по экватору отстоят друг от друга примерно на 90 – 100° (рис. 5), система позволяет в течение суток дважды собирать информацию примерно с 80% поверхности Земли. При этом каждый из районов планеты наблюдается с интервалом около 6 ч. Автоматическая (прямая) передача ТВ- и ИК-изображений может приниматься во время пролета ИСЗ в зоне радиовидимости наземных пунктов, оснащенных простейшей аппаратурой и расположенных в любой точке земного шара.

Зона уверенного приема такой информации имеет радиус около 2500 км. Это позволяет любому пункту осуществлять прием информации с каждого ИСЗ, как правило, на двух витках днем и на двух витках ночью. За один сеанс съема информации, который продолжается в среднем около 10 мин, принимается информация с территории, равной 2100 × 4500 = 9 450 000 км².

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ИСЗ «МЕТЕОР»

В последние годы в нашей стране и за рубежом уделяется большое внимание исследованию природных ресурсов и окружающей среды с помощью космических средств. Так, у нас для таких исследований используются, помимо других средств, и экспериментальные метеорологические ИСЗ «Метеор». Как уже отмечалось, их применяют для проведения поисковых научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, направленных на расширение состава гидрометеорологических наблюдений и совершенствование методов их получения, а также для получения информации, необходимой для исследования природных ресурсов Земли и метеорологической информации для нужд оперативной службы погоды.

Первый ИСЗ этой серии, «Метеор» (№ 18), был выведен 9 июля 1974 г. на орбиту, близкую к круговой, имеющую высоту около 900 км. Угол ее наклона к плоскости экватора составлял 81,2°. Второй экспериментальный метеорологический ИСЗ, «Метеор» (№ 25), был запущен 15 мая 1976 г. на орбиту с такими же параметрами, что и первый. Начиная с 1977 г. ИСЗ этой серии стали запускаться на солнечно-синхронные орбиты со средней высотой полета около 650 км и наклонением плоскости орбиты к плоскости экватора около 98°. Первым из них был ИСЗ «Метеор» (№ 28), запущенный 29 июня 1977 г. Всего на 15 сентября 1983 г, было запущено 7 ИСЗ этой серии.

Таблица 3

На борту экспериментальных метеорологических ИСЗ «Метеор» устанавливается штатная и экспериментальная аппаратура (состав последней на каждом ИСЗ неоднороден). Главными источниками информации в штатном радиотелевизионном комплексе ИСЗ этой серии, как следует из табл. 3, служат многоканальные сканирующие устройства малого (МСУ-М) и среднего (МСУ-С) разрешения. Они передают изображения в видимом и ближнем ИК-диапазонах спектра е разрешением на местности порядка 1 км (МСУ-М) и несколько сотен метров (МСУ-С). Аппаратура для первых двух ИСЗ этой серии рассчитывалась на высоту орбиты около 900 км, а на все последующие ИСЗ, запускаемые на солнечно-синхронные орбиты, – на высоту орбиты около 650 км. При этом пропорционально уменьшилась полоса ее захвата и улучшилось разрешение на местности. По принципу действия эти сканирующие устройства являются оптико-механическими системами с однострочной разверткой и с одноэлементными приемниками, кадровая развертка у которых осуществляется за счет движения ИСЗ. Аппаратура МСУ-М работает в четырех спектральных диапазонах, а аппаратура МСУ-С – в двух (см. табл. 3).

На первых четырех ИСЗ устанавливалась штатная ИК-аппаратура «Ласточка-65» для получения информации, необходимой для совместного анализа результатов, полученных с помощью трехканального микроволнового радиометра (СВЧ-аппаратура). Состав экспериментальной бортовой аппаратуры ИСЗ этой серии был разнообразным: например, спектрометр-интерферометр (СИ-аппаратура), разработанный и изготовленный в ГДР, устанавливался на первых четырех ИСЗ, а трехканальный микроволновой радиометр (СВЧ-аппаратура) – только на первых трех ИСЗ.

На борту ИСЗ «Метеор» (№ 18) была установлена радиотеплолокационная поляризационная аппаратура, работающая на длине волны 0,8 см. Сканирующий ИК-поляриметр, работающий в диапазонах 1,5 – 1,9 и 2,1 – 2,5 мкм, был установлен только на ИСЗ «Метеор» (№ 25). На ИСЗ «Метеор» (№ 31) (этот ИСЗ, названный «Метеор-Природа», запущен 10 июля 1981 г.) был установлен штатный радиотелевизионный комплекс и экспериментальный трехканальный микроволновый радиометр, а также комплекс научной аппаратуры, разработанный и изготовленный специалистами НРБ по программе «Болгария-1300», В состав аппаратуры вошли многозональный спектрометр, работающий в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах спектра, одноканальный микроволновый радиометр и вычислительная система для регистрации и предварительной обработки информации.

Особого рассмотрения заслуживает состав и работа экспериментальной аппаратуры, которая была установлена на ИСЗ «Метеор» (№ 30).

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ИСЗ «МЕТЕОР» (№ 30)

Запуск экспериментального спутника «Метеор» (№ 30) был произведен 18 июня 1980 г., и его конструкция и состав научной аппаратуры отличались от всех ИСЗ серии. Во-первых, в качестве базового космического аппарата использован космический аппарат второго поколения оперативных ИСЗ («Метеор-2»), который в отличие от космических аппаратов «Метеор» первого поколения, используемых для всех остальных экспериментальных ИСЗ, обладает более высокими тактико-техническими характеристиками. Во-вторых, на борту этого ИСЗ были установлены, помимо штатного радиотелевизионного комплекса, три новых экспериментальных оптико-электронных прибора, позволявших проводить съемку земной поверхности в интересах изучения природных ресурсов Земли в различных зонах видимой и ближней инфракрасной области спектра со средним и высоким пространственным разрешением.

Перечислим состав и некоторые технические характеристики бортовой научной аппаратуры ИСЗ «Метеор» (№ 30).

1. Штатный радиотелевизионный комплекс в составе дублированных устройств малого (МСУ-М) и среднего (МСУ-С) разрешения, а также запоминающих устройств и двух радиосистем метрового и дециметрового диапазонов (см. табл. 3). Эта аппаратура используется на всех ИСЗ серии в целях изучения природных ресурсов Земли и в интересах гидрометеорологии.

2. Экспериментальный бортовой информационный комплекс (БИК-Э) состоит из двух многозональных сканирующих устройств: высокого разрешения (МСУ-Э) с электронной разверткой и среднего разрешения (МСУ-СЭ) с конической оптико-механической разверткой. Первое устройство работает в трех, а второе – в четырех спектральных диапазонах видимой и ближайшей инфракрасной области спектра. Полоса обзора первого равна 30 км и второго – 600 км. Разрешающая способность на местности соответственно составляет около 60 и 170 м.

3. Экспериментальная многозональная система высокого разрешения «Фрагмент», состоящая из оптико-механического сканирующего устройства системы кодирования и обработки информации, а также цифрового радиопередающего устройства в диапазоне 1000 МГц. Аппаратура работает в восьми спектральных диапазонах (от 0,4 до 2,4 мкм). Ширина полосы обзора 85 км, разрешение на местности 80 м. В создании аппаратуры «Фрагмент» вместе с советскими специалистами принимали участие специалисты народного предприятия «Карл Цейс Иена» (ГДР), разработавшие и изготовившие зеркальный телескоп с фокусным расстоянием 1000 мм и диаметром 240 мм.

Рис. 6. Конструктивная схема приборного комплекса (приборного отсека) ИСЗ «Метеор» (№ 30): 1 – экспериментальное сканирующее устройство среднего разрешения; 2 – экспериментальный сканер; 3 – моноблок автоматики информационного комплекса; 4 – сканер малого разрешения; 5 – комплекс АФУ; 6 – сканер среднего разрешения; 7 – радиационный холодильник; 8 – ТВ-комплекс «Фрагмент»; 9 – отсек газореактивной системы успокоения

Рис. 7. Поля обзора информационной аппаратуры МСУ-М МСУ-С, МСУ-СЭ, МСУ-Э и «Фрагмент»). ИСЗ «Метеор» (№ 30)

Вся научная аппаратура ИСЗ «Метеор» (№ 30) размещена в его приборном отсеке, внешний вид которого представлен на рис. 6. Сравнивая его с внешним гидом приборного отсека ИСЗ «Метеор-2» (см. рис. 4), нетрудно убедиться, что они имеют значительное отличие, поскольку в них размещены совершенно разные составы научной аппаратуры. Перечисленный состав научной аппаратуры ИСЗ «Метеор» (№ 30) позволяет осуществлять одновременную съемку земной поверхности, используя сканирующие устройства различного типа, которые работают в 10 диапазонах длин волн (от 0,4 до 2,4 мкм) с разрешением на местности от 60 до 1000 м. Поля обзора всех видов бортовой информационной аппаратуры в зоне радиовидимости представлены на рис. 7. Ширина их в зависимости от вида аппаратуры колеблется от 30 до 1900 км.

ПРИЕМ ИНФОРМАЦИИ НАЗЕМНЫМИ ПУНКТАМИ

Отличительная особенность ИСЗ «Метеор-2» и последних экспериментальных метеорологических ИСЗ – это возможность длительного автономного активного функционирования на орбите. Последнее достигается благодаря специальному многофункциональному программно-временному управляющему устройству в бортовой системе их управления. Оно управляет работой бортовых метеорологических приборов, регистрирующих информацию об облачности, подстилающей поверхности и параметрах атмосферы, а также режимами работы аппаратуры, осуществляющей передачу информации с ИСЗ на наземные приемные пункты. Прием информации с ИСЗ «Метеор-2» и экспериментальных метеорологических ИСЗ и ее обработка в настоящее время осуществляются в основном теми же наземными пунктами, которые были построены в начале создания системы «Метеор» (рис. 8). За последние годы они был только доукомплектованы некоторыми видами аппаратуры.

Все виды информации, получаемые с помощью ИСЗ «Метеор-2», а также с помощью штатной радиотелевизионной и экспериментальной аппаратуры экспериментальных ИСЗ (кроме СИ-информации и информации с аппаратуры «Фрагмент»), принимаются главными пунктами приема информации (ППИ), размещенными в Москве, Новосибирске и Хабаровске. Для этой цели на пунктах приема используются одни и те же антенны «Фобос», приемная и регистрирующая аппаратура (за исключением аппаратуры для регистрации в основном радиотелевизионной информации).

Рис. 8. Схема приема и обработки информации наземным комплексом системы «Метеор»

Автоматическая (прямая) передача изображений, получаемых с помощью ИСЗ «Метеор-2», в дневное время суток (в видимом) и в ночное (в инфракрасном участке спектра) принимается в метровом диапазоне (137,3 – 137,8 МГц) автономными пунктами приема информации (АППИ). Все они оснащены упрощенным составом приемной и регистрирующей аппаратуры. С экспериментальных метеорологических ИСЗ автоматическая (прямая) передача на эти же АППИ осуществляется в диапазоне частот 137,15 МГц только в видимом участке спектра (одного спектрального канала аппаратуры МСУ-М по выбору). В настоящее время информация в метровом диапазоне (ТВ- и ИК-) принимается в более 80 АППИ, расположенных на территории СССР (рис. 9), на всех научно-исследовательских судах гидрометслужбы и Академии наук СССР и в Антарктиде. Кроме этого, ее принимают также пункты приема социалистических стран и стран – членов Всемирной метеорологической организации (ВМО).

Как ранее отмечалось, каждый ИСЗ пролетает через зоны радиовидимости пунктов приема, как правило, на двух соседних витках днем и на двух соседних витках ночью. При планировании съема информации, помимо технических возможностей системы, естественно, учитываются как потребности службы погоды (для оперативных спутников), так и заявки заинтересованных организаций на получение информации, необходимой для исследований природных ресурсов Земли (для экспериментальных ИСЗ). Для оперативных целей, как уже отмечалось, с помощью двух ИСЗ «Метеор-2», плоскости орбит которых разнесены при запуске по долготе, на 90 – 100°, представляется возможным два раза в сутки получать глобальную информацию (примерно с 80% поверхности Земли).

С помощью автоматических (прямых) передач изображений, полученных на 6 – 7 витках, можно получить ТВ-снимки всей территории Советского Союза: на 2 – 3 витках в зоне радиовидимости московского АППИ, на 2 витках новосибирского АППИ и на 2 витках хабаровского АППИ². Монтаж ТВ-снимков, полученных в данном режиме передачи (метровый диапазон) на двух витках на каждом из трех АППИ, представлен на рис. 10.

² В Москве, Новосибирске и Хабаровске ППИ и АППИ совмещены.

Рис. 9. Сеть пунктов приема спутниковой информации (ППИ и АППИ] на территории СССР и в Антарктиде

Отметим, что солнечно-синхронные (точнее, квазисолнечно-синхронные) орбиты, на которые, как уже отмечалось, начиная с 1977 г. запускаются экспериментальные метеорологические ИСЗ «Метеор», имеют ряд преимуществ при съемке информации по сравнению с приполярными орбитами, на которых действуют ИСЗ «Метеор-2». Во-первых, прием многочисленной информации (в дециметровом диапазоне), снимаемой с помощью аппаратуры МСУ-М и МСУ-С в режиме непосредственной передачи, на всех пунктах приема осуществляется ежесуточно почти в одно и то же среднее местное время – с 8 ч 30 мин до 12 ч 30 мин³, т. е. в утренние часы, когда над районами съемки имеется наименьшее количество облачности конвективного происхождения и достаточно велика высота солнца над горизонтом. Это значительно облегчает дешифрирование объектов подстилающей поверхности на снимках.

³ Собственно поэтому орбита и называется солнечно-синхронной: поворот (прецессия) ее плоскости осуществляется почти синхронно с годовым движением Земли вокруг Солнца. Время продета ИСЗ над некоторым районам Земли определяется моментом запуска ИСЗ и yглом поворота плоскости орбиты.

В ночное время прием информации с этих ИСЗ на всех трех ППИ осуществляется также в одно и то же среднее местное время – с 20 до 24 ч. Необходимо отметить, что сеансы приема информации от суток к суткам смещаются (запаздывают) примерно на 20 мин, поскольку орбита является квазисолнечно-синхронной. Вследствие этого почти через каждые 5 сут происходит «переход» сеансов приема информации на более ранние витки (все сеансы смещаются на один виток). При этом среднее местное время сеансов приема информации на пунктах остается в тех же пределах. Кроме того, территория, с которой снималась информация в каждые сутки предшествующей пятидневки, будут почти полностью повторяться в соответствующие дни последующей пятидневки.

Рис. 10. Образец монтажа ТВ-снимков, полученных е помощью одного ИСЗ в режиме непосредственных передач на шести последовательных витках (на Хабаровском, Новосибирском и Московском АППИ; на двух витках на каждом пункте)

Среди других преимуществ таких орбит надо отметить почти одинаковые физические условия съема информации в течение длительного отрезка времени (сезона), что способствует получению информации более высокого качества. Кроме того, съем многозональной и других видов информации с помощью ИСЗ этой серии (начиная с третьего) осуществляется ежесуточно в течение всего периода активного функционирования поскольку плоскости таких орбит в отличие от приполярных практически не могут занимать положение параллельное плоскости терминатора (т. е. бестеневое положение), когда съем никаких видов научной информации, как правило, не осуществляется.

Наконец, съем многозональной информации, получаемый, как уже отмечалось, в утренние часы, производится и на нисходящих витках, т. е. при полете ИСЗ через зоны радиовидимости пунктов с северо-востока на юго-запад. В ночные часы информация снимается на восходящих витках, т. е. когда ИСЗ пролетает через зоны радиовидимости пунктов с юго-востока на северо-запад. Такой порядок съема природно-ресурсной информации является оптимальным; он определяется выбором времени запуска ИСЗ.

ОБРАБОТКА СПУТНИКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

Обработка и распространение всех видов спутниковой информации, принимаемой с ИСЗ «Метеор-2» и штатной аппаратуры экспериментальных ИСЗ, как правило, осуществляется специалистами ПИИ. Вся обработка спутниковой информации является очень трудоемким процессом. Так, обработка аналоговой информации включает в себя преобразование радиосигналов, получаемых с ИСЗ, в ТВ- и ИК-изображения, фотохимическую обработку, временную и географическую привязку изображений, дешифрирование и последующий анализ ТВ- и ИК-информации, а также тиражирование многозональной информации радиотелевизионного комплекса.

Результатом их дешифрирования является так называемый нефанализ, т. е. схематическое изображение с помощью специальных обозначений на бланках географических карт или непосредственно на фотомонтажах ПК-снимков. На картах нефанализа проводятся границы облачных, снежных и ледяных полей, условными знаками указываются количество и преобладающие типы облаков, центры вихрей, предполагаемое положение осей струйных течений, характеристики облаков и т. п. Нефанализ выполняется высококвалифицированными специалистами – метеорологами-дешифровщиками.

Рис. 11. Карта радиационной температуры, рассчитанная на ЭВМ по данным измерений в диапазоне 8 – 12 мкм, сделанных с помощью ИСЗ «Метеор-2» 20 сентября 1980 г.

Помимо визуального дешифрирования ИК-снимков, осуществляется также и цифровая обработка ИК-информации на ЭВМ. Результаты такой обработки представляются в виде цифровых карт (для значений высот) верхней границы облаков и полей радиационных температур (рис. 11). На цифровых картах наносится сетка меридианов и параллелей. Анализ многозональных снимков, полученных с помощью штатного радиотелевизионного комплекса экспериментальных метеорологических ИСЗ, показал, что по сравнению с однозональными они обладают большей информативной емкостью, особенно для изучения состояния объектов земной поверхности.

Рис. 12. Многозональные ТВ-снимки районов Каспийского и Аральского морей, а также Южного Урала, полученные в четырех спектральных интервалах с помощью аппаратуры МСУ-М ИСЗ «Метеор» (№ 29) 14 августа 1979 г.

Рис. 13. Многозональные ТВ-снимки районов Центральной Европы в северной части Средиземного моря, полученные с помощью аппаратуры МСУ-С «Метеор» (№ 30) 29 сентября 1980 г. в интервале 0,7 – 1,1 мкм

По этой причине многозональная информация, принятая с помощью аппаратуры МСУ-М и МСУ-С (рис. 12 и 13), на всех трех ППИ по окончании межотраслевой обработки в значительной своей части оперативно передается в прогностические подразделения Москвы, Новосибирска и Хабаровска, а снимки районов с ясной и малооблачной погодой передаются на тиражирование с целью получения необходимого количества экземпляров дубльнегативов и фотоснимков с каждого кадра для их высылки в соответствующие министерства: геологии, сельского хозяйства, мелиорации и водного хозяйства, рыбного хозяйства, а также в институты Академии наук СССР и союзных республик и другие ведомства. В общей сложности многозональная информация после тиражирования высылается в более 70 адресатов: заинтересованных организаций, министерств и ведомств для отраслевого ее использования.

Цифровая информация, получаемая с помощью экспериментальных метеорологических ИСЗ, также обрабатывалась на ЭВМ. Так, например, цифровая информация, получаемая с помощью СВЧ- и СИ-аппаратур, а также других видов экспериментальной аппаратуры, подвергается обработке на ЭВМ по алгоритмам и программам, разработанным сотрудниками Государственного научно-исследовательского центра изучения природных ресурсов (ГосНИЦИПР). Обработка информации от аппаратуры «Фрагмент», ее визуализация выполняются с помощью специализированных дисплейных вычислительных комплексов в Институте космических исследований АН СССР и ГосНИЦИПР. Пример этой информации представлен на рис. 14.

Рис. 14. Изображение северо-восточной части Черного моря, Таманского полуострова и восточной части Азовского моря, полученное с помощью аппаратуры «Фрагмент» ИСЗ «Метеор» (№ 30) 25 октября 1982 г. в диапазоне 0,6 – 0,7 мкм

Рис. 15. Схема распространения спутниковой информации, получаемой с помощью оперативных ИСЗ «Метеор-2»

Для указанных вычислительных комплексов специалистами этих организаций разработаны проблемно-ориентированные системы математического обеспечения. Подобные системы позволяют в так называемом интерактивном режиме (в виде диалога специалиста с ЭВМ) решать широкий круг задач по служебной обработке и коррекции видеоинформации, ее координатной (географической) привязки и по преобразованию в заданные картографические проекции и масштабы.

Пройдя все этапы обработки, спутниковая информация, полученная с помощью ИСЗ «Метеор-2», в виде карт нефанализа, цифровых карт полей радиационных температур и значений высот верхней границы облаков, фотомонтажей и отдельных ТВ- и ИК-снимков поступает в прогностические отделы Гидрометцентра СССР, и распространяется по радио- и проводным каналам связи в прогностические подразделения Государственного комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды. Она также широко применяется для научно-исследовательских целей и для международного обмена (рис. 15).

Все виды цифровой информации, получаемой с помощью экспериментальных метеорологических ИСЗ, после обработки на ЭВМ используются как для отработки методов дистанционных измерений параметров подстилающей поверхности, так и для научно-исследовательских целей.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СПУТНИКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

Успешное функционирование метеорологической космической системы «Метеор» в течение более 16 лет позволило накопить опыт практического использования результатов спутниковых наблюдений в интересах как гидрометеорологии, так и других отраслей народного хозяйства. Одновременно с этим осуществлялась отработка и совершенствование методов их обработки и интерпретации, а также подготовка кадров специалистов в области спутниковой гидрометеорологии.

Известно, что оперативная информация о состоянии атмосферы, облачности, поверхности суши и океана, получаемая с помощью метеорологических ИСЗ, существенно дополняет комплекс гидрометеорологических наблюдений, производимых традиционными методами. Большой вклад они вносят в улучшение анализа и прогноза погодообразующих процессов над океанами и труднодоступными районами суши, занимающими в общей сложности почти 80% поверхности нашей планеты. В районах с плотной сетью наземных метеорологических станций спутниковые данные позволяют вносить уточнения в анализ карт погоды.

Значительно обогатили традиционные гидрометеорологические наблюдения спутниковые снимки в видимом и инфракрасном диапазонах. Помимо анализа и прогноза погоды, их успешно используют в гидрологии, океанологии, климатологии и других областях гидрометеорологии, а также для обслуживания авиации, мореплавания и рыболовства, сельского, лесного, водного хозяйств и других отраслей народного хозяйства.

Опыт работы с экспериментальными ИСЗ показал, что значительная часть информации, получаемая с помощью аппаратуры штатного радиотелевизионного комплекса, может быть использована и в интересах гидрометеорологии. В области оперативного использования спутниковой информации наибольший успех был получен при составлении прогнозов погоды синоптическим методом на 1 – 3 сут. Спутниковые данные в отличие от дискретных традиционных наблюдений представляют более полную картину распределения облачности и полей радиационных температур по земной поверхности, что само по себе очень важно для оценки фактического состояния погоды. Спутниковая информация помогает более детально исследовать в различных районах земного шара связь между структурой облачного покрова и погодообразующими процессами, обусловливающими изменчивость погоды, эволюцию и перемещение облачности. Более широко использовать облачность в качестве индикатора погодообразующих процессов синоптикам помогла спутниковая информация. Выявленные с ее помощью ранее не известные связи способствовали улучшению методики их прогнозирования.

Опыт работы со спутниковой информацией на протяжении более полутора десятков лет показывает, как расширяются год от года масштабы ее применения. В настоящее время, как уже указывалось, достигнуты положительные результаты в области ее использования для краткосрочных прогнозов погоды. В области долгосрочных прогнозов погоды проводятся исследования по разработке новых схем, учитывающих более полные спутниковые данные об облачности, которая является одним из главных регуляторов взаимодействия между циркуляционными и радиационными процессами в атмосфере, определяющими изменения погоды. Эти исследования еще не завершены, но предварительные результаты являются обнадеживающими.

Рис. 16. Фрагмент снимков тропического циклона в южной части Тихого океана в видимом и ИК-диапазонах (последний дан в верхнем правом углу), полученных с помощью ТВ- и ИК-аппаратур ИСЗ «Метеор-2» (точкой А обозначен так называемый «глаз бури» – область ясной погоды в самом центре тропического циклона). Указаны (в градусах) южные широты и восточные долготы на географической сетке

Широкое распространение получила за последние годы спутниковая информация при метеорологическом обеспечении полетов авиации. Спутниковые данные содержат полезную для авиации информацию, в частности для предполетных консультаций экипажей и составления авиационных прогностических карт (бюллетеней) опасных явлений погоды, особенно по дальним воздушным трассам нашего континента и тем более при межконтинентальных перелетах (на Кубу, в США, Канаду, Антарктиду и др.).

Большой интерес представляет спутниковая информация для анализа погоды над Мировым океаном. Это очень важно для судоходства и рыболовства. Спутниковые наблюдения над океанами нередко являются единственным источником информации о положении и интенсивности развития мощных циклонов, тропических вихрей (рис. 16), обладающих большой разрушительной силой, а также об областях устойчивых осадков, зон густых туманов, существенно влияющих на морскую деятельность. Спутниковые данные позволяют не только улучшить прогнозы погоды для мореплавания, но и получать некоторые сведения о состоянии морской поверхности. На космических снимках в видимом диапазоне спектра хорошо просматривается структура облачности, по которой удается косвенно судить как о максимальной скорости ветра, так и о силе штормового волнения морской поверхности при прохождении развитых тайфунов и циклонов, достигающих большой интенсивности.

Спутниковая информация оказывает большую помощь в осуществлении выбора оптимальных (рекомендованных) маршрутов для торгового и рыболовного флота. Увеличение за последние годы объема морских грузоперевозок, особенно в Арктике, расширение навигационного периода, ввод в строй новых ледокольных и транспортных судов, освоение новых высокоширотных трасс обусловливают непрерывное повышение требований к оперативности, точности и содержанию текущей (фактической) ледовой информации.

Прогнозы предполагаемой ледовой обстановки, необходимые для эффективного, планомерного проведения морских операций, основываются на фактической ледовой обстановке в момент их составления. При этом разработанные в последнее время и частично уже внедренные в практику численные методы ледовых прогнозов предъявляют более высокие требования к исходной ледовой информации, которая успешно извлекается специалистами из спутниковых снимков, получаемых в видимом диапазоне. Разработанная методика их дешифрирования позволила составлять карты распространения дрейфующих льдов по сплоченности, детальность и точность которых не уступают картам ледовой авиаразведки. Карта ледовой обстановки северо-восточной части Карского моря, составленная по ТВ-снимку, приведена на рис. 17.

Рис. 17. Карта ледовой обстановки в северо-восточной части Карского моря, составленная по ТВ-снимкам, полученным с помощью ИСЗ «Метеор-2» 30 мая 1978 г.

«Точечные» наблюдения за снежным покровом и процессом его таяния требуют большого количества наблюдательных пунктов и практически не могут обеспечить надежной непрерывной информацией. А в горных и малонаселенных районах организация даже точечных наблюдений затруднительна, здесь обычно производятся эпизодические авиаразведки с целью картирования границ снежного покрова. Снежный покров – сложное образование, неравномерно распределенное по площади. Процесс таяния снега очень неоднороден во времени и пространстве. Накопившийся за зиму на земной поверхности снежный покров реализуется весной при снеготаянии в виде воды. Эта вода увлажняет пашни, поступает в реки и водохранилища, вызывает разливы и затопления.

Съемки из космоса в видимом диапазоне спектра, обеспечивающие большую обзорность территории с одновременной генерализацией деталей поверхности, дают хорошую информацию как о распределении снежного покрова по площади, так и о границах его распространения. По многозональным телевизионным снимкам выявляется возможность определять не только тыл, но и фронт снеготаяния, т. е. линию, отделяющую районы интенсивного таяния снежного покрова от участков, где таяние еще не началось. Это позволяют сделать различные спектральные свойства сухого и влажного снегов.

Следует отметить, что знание границ снежного покрова и площадей с недостаточными, достаточными и избыточными запасами снега позволяет специалистам-агрометеорологам делать оценку условий перезимовки и влагообеспеченности сельскохозяйственных культур. Кроме этого, использование спутниковой информации при оценке динамики развития атмосферных процессов помогает надежнее определять тенденцию изменения агрометеорологических условий, важных для сельскохозяйственного производства. Определенную помощь они оказывают, в частности, при прогнозе заморозков, позволяя учитывать более полные и точные данные об облачности и снежном покрове.

В настоящее время на территории нашей страны ежегодно в теплый период года в среднем возникает более 20 000 лесных и тундровых пожаров. Они охватывают площади до 0,5 млн. га и наносят большой урон пастбищной и лесной растительности. Особенно большой ущерб наносится огнем лесному и пастбищному фонду Хабаровского и Красноярского краев, Амурской, Читинской, Иркутской, Томской и Свердловской областей. Организация охраны всего лесного и пастбищного фондов СССР традиционными методами с привлечением наземных и воздушных средств контроля требует огромных людских и материальных затрат. Поэтому в последние годы лесное хозяйство страны широко и успешно использует для этих целей спутниковую информацию, полученную в видимом диапазоне спектра.

На основе анализа ТВ-снимков, сделанных с помощью метеорологических ИСЗ, удается обнаружить и проследить за динамикой развития очагов крупных лесных пожаров, которые достаточно четко распознаются, особенно на многозональных снимках, полученных с помощью аппаратур МСУ-М и МСУ-С. Они хорошо распознаются на ТВ-снимках по светло-серому изображению дымовых шлейфов, вытягивающихся от очагов пожаров в направлении преобладающего ветра. Форма дымового шлейфа может иметь разнообразный вид в зависимости от интенсивности горения, вида пожара и метеорологической обстановки. Наиболее часто шлейф дыма изображается в виде струи, ширина которой увеличивается по мере удаления от очага пожара. В тыловой части зоны горения часто просматриваются выгоревшие участки растительности, которые изображаются в виде небольшого темного пятна, резко контрастирующего с окружающим тоном.

Спутниковые ТВ-снимки позволяют выявлять облачность, перспективную для искусственного вызывания осадков над районами лесных пожаров. Совместно с наземными наблюдениями спутниковые данные значительно улучшают оценку возможности возникновения пожароопасной обстановки. Все это позволяет оптимизировать усилия по борьбе с лесными и тундровыми пожарами, оперативно маневрируя соответствующими силами и средствами.

В интересах гидрологии спутниковая информация, полученная в видимом диапазоне спектра, позволяет осуществлять анализ ледовых явлений на крупных реках и озерах, а также снежного покрова в бассейнах крупных рек. При анализе ледовых явлений удается прослеживать ледостав и динамику освобождения от льда крупных рек и водохранилищ, положение кромок ледяного покрова и его сплоченности на крупных озерах и водохранилищах. Эта информация помогает своевременно предупреждать речной флот о вскрытии и замерзании рек, правильно ориентировать его о ледовой обстановке и сроках начала навигации.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИСЗ

В рамках программы, реализуемой с помощью экспериментальных ИСЗ «Метеор», изучались возможности методов дистанционных наблюдений в различных областях видимого, инфракрасного и микроволнового диапазонов спектра. При этом методы получения нового типа спутниковой информации отрабатывались, исходя из комплексного анализа результатов как спутниковых, так и самолетных и наземных наблюдений.

В программе исследований, проводимых с помощью экспериментальных ИСЗ «Метеор», одним из важнейших разделов стала отработка метода многозональной съемки в ближнем инфракрасном и видимом диапазонах спектра с помощью сканирующей аппаратуры телевизионного типа. При выборе параметров аппаратуры ставилась задача получать многозональные снимки земной поверхности с различной генерализацией изображений, но с относительно большой обзорностью, с тем чтобы иметь возможность изучать состояние крупных природных образований и прослеживать кратковременные и сезонные явления, охватывающие большие территории. Снимки же с очень высоким разрешением (десятки – сотни метров) из-за малой ширины полосы обзора, большого периода между повторными пролетами ИСЗ над одним и тем же районом менее пригодны для этих целей.

Следует отметить, что поток спутниковой информации, получаемой с помощью экспериментальных ИСЗ, гораздо больше, чем даваемый оперативными ИСЗ. Информация, полученная с использованием экспериментальных ИСЗ, также отличается бóльшим разнообразием, поскольку снимается она в большем числе спектральных диапазонов. Анализ многозональных снимков показал, что по сравнению с однозональными они обладают большой информативностью, особенно при слежении за состоянием объектов земной поверхности. Это связано с возможностью использовать при дешифрировании отражательную способность природных объектов, зависящую от длины волны.

На многозональных снимках, благодаря повышенной обзорности аппаратуры, при выбранной генерализации мелких деталей представляется возможным уверенно распознавать одновременно многие крупные природные объекты и оценивать их состояние. По последовательным многозональным снимкам можно прослеживать динамику развития различных процессов и явлений на больших территориях. Так, например, удается различать физико-географические зоны и ландшафтные особенности местности, выделять хвойные и лиственные леса, степные, лесостепные, пустынные, полупустынные и тундровые районы, заболоченные, залесенные и заозерные территорий и территории с различным состоянием растительности.

Выделяются затопляемые поймы рек с сохраняющейся повышенной увлажненностью и повышенной густотой растительности, сухие долины пересыхающих и временных водотоков, выносы загрязнений вблизи устьев рек, песчаные и пыльные бури, орошаемые земли и водохранилища, отмели, подводная растительность на мелководьях, поверхностные течения в отдельных районах, загрязнения поверхностных вод вблизи портовых городов и снега вблизи промышленных центров и т. д. На многозональных снимках равнинной территории наиболее четко отражаются такие элементы ландшафта, как мезорельеф, гидросеть и почвенно-растительный покров.

В низкогорных и среднегорных районах на первый план выступают крупные черты рельефа и эрозионное расчленение территории, смена почвенно-растительных зон. В высокогорье наиболее четко выражен рельеф хребтов, межгорные котлованы, крупные долины, подчеркивающие разломы земной коры, выходы горных пород, а также снежный покров и ледники. Особенности морфологии песчаного массива макро- и мезомасштаба выявляются в песчаных пустынях.

В различных физико-географических зонах прослеживаются кратковременные и сезонные изменения ландшафта местности, обусловленные появлением и сходом снежного покрова, оттаиванием поверхностных слоев вечномерзлых грунтов, возникновением и распространением песчаных и пыльных бурь, развитием лесных пожаров, сдуванием снежного покрова, развитием и увяданием растительности, в том числе в зависимости ее состояния от выпадения осадков, наступления засушливых периодов, созревания и уборки сельскохозяйственных культур и т. д.

В процессе работы с многозональными снимками выявлены возможности их дешифрирования, что превращает эти снимки в материалы многоотраслевого использования. Результаты интерпретации позволяют уточнять различного рода тематические карты: общегеографические, сельскохозяйственные, лесных угодий и другие карты малого и среднего масштаба, важные для изучения природной среды и природных ресурсов.

Информация о процессах и явлениях на поверхности суши и океана, получаемая в интересах гидрометеорологии с помощью многозональных снимков, отличается большой полнотой, детальностью и точностью по сравнению с той, которая извлекается на основе анализа однозональных снимков в видимом диапазоне, сделанных с помощью оперативных ИСЗ «Метеор-2». Эти качества многозональной информации достигаются благодаря более высокому разрешению изображений и возможности, как отмечалось выше, при их дешифрировании использовать зональные различия, связанные с изменением отражательной способности природных объектов в зависимости от длины волны.

Известно, что при гидрологическом дешифрировании точнее оцениваются границы и сплоченность льда на реках, озерах и водохранилищах, детальнее прослеживаются ледостав и ледоход, динамика таяния льда и затопление речных пойм при паводках и разливах рек, особенно на снимках среднего разрешения (МСУ-С), по которым можно оценивать площади разливов. На последней странице обложки представлен фрагмент снимка среднего разрешения в диапазоне длин волн 0,5 – 0,7 мкм, иллюстрирующий возможности прослеживания по изображению мутных вод паводков при весеннем половодье на Кавказских реках, впадающих в Черное море.

Кроме этого, многозональные снимки содержат более полную и точную информацию, необходимую для гидрологических прогнозов стока равнинных и горных рек, при расчете интенсивности паводков и половодий. Они позволяют более точно определять границу распространения и распределения (по площади) снежного покрова по водосбору рек, а также уточнять площади и границы одновременного снеготаяния и его продолжительность, определять степень залесенности водосбора.

На многозональных снимках хорошо просматриваются речные выносы замутненных вод в моря и озера, а также загрязнения, создаваемые на мелководьях в результате штормовых волнений водной поверхности. Дешифрируется цветение фитопланктона во внутренних водоемах и прибрежных морских акваториях. В некоторых районах прослеживаются сгонно-нагонные явления и циркуляция поверхностных вод.

Одновременно с более точным определением границ, сплоченности и дрейфа ледяного покрова в морях и океанах, представляется возможность по этим снимкам изучать некоторые другие морфологические особенности его структуры. Так, например, удается послеживать в разрушающемся ледяном покрове вихреобразования, связанные с перемешиванием (при его таянии) водных масс и сдвигом скорости морских течений и др. Установлено, что информативность изображения льда заметно повышается с улучшением разрешения. Зональные различия изображений в основном помогают следить за появлением воды на поверхности льда и его загрязнением.

В районах, насыщенных сельскохозяйственными угодьями, многозональные снимки могут помочь в оценке сезонного развития сельскохозяйственных культур и влияния засушливых условий на их состояние, а в полупустынных районах – в определении запасов пастбищной растительности на больших площадях. По некоторым снимкам даже можно составлять суждение о ходе сельскохозяйственных работ. При генерализации мелких деталей отдельные сельскохозяйственные поля, вообще говоря, не различаются на снимках малого разрешения, но при достаточной насыщенности территории сельскохозяйственными угодьями они придают ее изображению определенный рисунок, зависящий от состояния и распределения растительности в момент съемки.

Районы, насыщенные сельскохозяйственными угодьями, более четко распознаются на снимках среднего разрешения, на которых при благоприятных условиях съемки можно видеть крупные поля (рис. 18).

По многозональным снимкам, как уже отмечалось, легче идентифицировать очаги лесных и тундровых пожаров. Зональные различия шлейфов дыма позволяют судить о присутствии в нем некоторых продуктов сгорания. По изображениям среднего разрешения можно точнее оценивать интенсивность очагов пожаров и площадь выгоревших участков растительности.

Анализируя многозональные снимки, геологи заметили на земной поверхности широкоразвитые кольцевые структуры, являющиеся в одних случаях древними вулканами, в других – кольцевыми разломами или куполами осадочных пород. С древними кольцевыми вулканами, например, связаны месторождения некоторых руд. На территории нашей страны излияния древних лав составляют целые вулканические пояса. Многозональные снимки оказывают помощь и в выявлении нефтегазоносных площадей.

Рис. 18. Фрагмент изображения района интенсивного земледелия, полученного с помощью аппаратуры МСУ-С ИСЗ «Метеор» (№ 29) 27 апреля 1979 г. (диапазон 0,7 – 11 мкм)

Эксперименты, проведенные с помощью спектрометрической информационной аппаратуры, работающей в диапазоне длин волн 10 – 17 мкм (полоса поглощения СО2), подтвердили принципиальную возможность восстанавливать профиль температуры в атмосфере по спектрометрическим измерениям. При этом распределения температуры, восстановленные по спутниковым и радиозондовым измерениям, согласовывались между собой. Однако обработка массовых измерений показала недостаточную точность восстановления температуры. Для уменьшения погрешности было предложено повысить как точность измерения спектрального излучения, так и (главным образом) точность данных о характеристиках поглощения атмосферы. Кроме того, необходимо также преодолеть трудности с учетом облачности, попадающей в поле зрения прибора.

С помощью спектрометра-интерферометра (СИ-аппаратуры), разработанного специалистами ГДР, исследовалась возможность повысить точность дистанционного зондирования атмосферы на основе более точных измерений квазинепрерывных спектров (в диапазоне длин волн 6,25 – 25 мкм). Использование измерений квазинепрерывных спектров позволило повысить точность восстановления вертикальных профилей температуры (особенно вблизи тропопаузы), а также определять полное содержание водяного пара и озона в атмосфере. Сравнительно высокая точность измерений позволила одновременно проверить возможность оценивать влияние облачности и учитывать ее при решении обратных задач.

В микроволновом диапазоне был получен большой объем измерений с помощью радиотеплолокационной поляризационной аппаратуры (на длине волны 0,8 см) при двух ортогональных поляризациях (горизонтальной и вертикальной). Анализ данных этих измерений позволил идентифицировать зоны осадков, производить количественную оценку водозапаса облаков и интенсивности осадков (по трем градациям) и определять фазовый состав облаков. Надежность этих оценок повышается при совместном анализе спутниковых поляризационных данных и одновременно получаемых изображений облачности в инфракрасном диапазоне (8 – 12 мкм).

Микроволновые измерения с помощью трехканального радиометра (СВЧ-аппаратуры) на длинах волн 0,8; 1,35 и 8,5 см были получены в ограниченном объеме, особенно на длине волны 8,5 см. На основании анализа этих измерений представилась возможность определять над акваторией Мирового океана общее содержание водяного пара в атмосфере и капельно-жидкой воды в облаках, выявлять зоны сильных и умеренных осадков, прослеживать границы льдов и оценивать их сплоченность. При совместном анализе спутниковых микроволновых (СВЧ) измерений и изображений облачности в данном районе в инфракрасном диапазоне (8 – 12 мкм) повышается надежность оценок.

Визуально-инструментальный анализ изображений, полученных с помощью аппаратуры «Фрагмент», показал принципиальную возможность разделять различные угодья сельскохозяйственных культур и групп, водные и лесные массивы, выделять аномалии на угодьях отдельных сельскохозяйственных культур.

Проведенный на откорректированных изображениях интерактивный анализ позволил эффективно выделить следующие классы объектов: вспаханные поля, водные пространства, поля с выжженной стерней, продискованные поля, посевы кукурузы, а также засоренные и изреженные более чем на 10% посевы подсолнечника и сахарной свеклы; стерни зерновых колосовых культур, скошенные многолетние травы, овощные участки, изреженные и засоренные менее чем на 10% посевы многолетних трав, сахарной свеклы, подсолнечника.

Использование синтезированных⁴ и ложных⁵ цветов изображений при решении функциональных задач позволяет не только разделять классы сельскохозяйственных культур, но и описывать их состояние: например, свежая пахота или почва с высоким влагосодержанием в поверхностном слое отличается от старой пахоты или сухой почвы. Полученные данные использовались при оценке состояния сельскохозяйственных культур.

⁴ Синтезирование изображения – суммирование нескольких синхронных изображений одной и той же территории, полученных в различных зонах спектра.

⁵ Преобразование изображения в ложных цветах – представление любого отдельного изображения в различных условных цветах в зависимости от яркости изображения на снимке.

Кроме того, многозональные сканерные снимки, сделанные с помощью аппаратуры «Фрагмент», применялись научными сотрудниками Московского государственного университета и других организаций для решения ряда задач в интересах народного хозяйства и наук о Земле. Так, например, используя эту информацию, было проведено изучение рельефа побережья Рижского залива, динамики дельты реки Дуная, картографирование сельскохозяйственного использования земель, эрозионного рельефа Калачской возвышенности и лесной растительности, а также изучались и другие проблемы.

Выполненные исследования подтвердили эффективность проводимого с помощью ИСЗ «Метеор» (№ 30) эксперимента и выявили перспективность многих его технических и методических решений. Они показали, что применение аппаратуры «Фрагмент» на экспериментальных метеорологических ИСЗ с целью изучения природных ресурсов Земли является весьма перспективным.

НЕМНОГО О ПЕРСПЕКТИВАХ

За истекшие 16 лет с момента начала функционирования метеорологической космической системы «Метеор» было выведено на околоземные орбиты 46 метеорологических ИСЗ, из которых 7 ИСЗ – экспериментальных. Все они успешно функционировали и позволили получить огромное количество информации, которая широко использовалась как в интересах гидрометеорологии, так и в интересах различных отраслей народного хозяйства. При этом каждый новый ИСЗ, запускаемый на орбиту, использовался не только для получения разнообразной метеорологической информации, но и для проверки и испытания более совершенных образцов бортовой аппаратуры, расширения состава гидрометеорологических наблюдений и состава данных, необходимых для изучения природных ресурсов и окружающей среды, а также для совершенствования дистанционных методов их получения.

За этот период времени был проведен большой комплекс работ по существенному усовершенствованию аппаратуры бортового измерительного комплекса ИСЗ «Метеор» первого поколения, что позволило с декабря 1971 г. поднять средние высоты полета ИСЗ с 650 до 900 км. В связи с чем была увеличена ширина полосы обзора на местности с 1000 до 1600 км без какого-либо ущерба для качества спутниковой метеорологической информации. Одновременно с этим время активного существования ИСЗ значительно увеличилось. С июля 1974 г. начали запускаться экспериментальные ИСЗ, а с июля 1975 г. – усовершенствованные спутники второго поколения – «Метеор-2», Естественно, что в ближайшем будущем метеорологическая космическая система «Метеор» будет совершенствоваться.

Накопленный опыт использования спутниковой информации, получаемой с помощью ИСЗ метеорологической космической системы «Метеор», показал, в частности, что для получения наиболее полной и качественной информации дистанционными методами необходимы комплексные исследования атмосферы, облачности, океанической поверхности и поверхности суши как единой системы. Эта система должна рассматриваться как единая не только в связи со сложным характером формирования погоды и климата, но и в связи с необходимостью комплексного подхода при определении параметров ее состояния. Последнее обусловлено тем, что дистанционные методы получения информации строятся на основе анализа характеристик электромагнитного излучения, которое в общем случае зависит от целого комплекса факторов, причем зависимость эта нередко весьма сложная, что накладывает ограничения на полноту и качество информации.

Так, например, при определении параметров состояния земной поверхности необходимо учитывать влияние излучения атмосферы, а при определении параметров атмосферы – влияние излучения земной поверхности. Этот сложный характер излучения, измеряемого с помощью ИСЗ, и диктует необходимость комплексного подхода к определению гидрометеорологических и геофизических параметров, состоящего в синхронных измерениях уходящего излучения в самых различных диапазонах спектра. В современном представлении реализация метода многоспектральных измерений одновременно в видимом, инфракрасном и микроволновом диапазонах спектра является главным путем при повышении роли ИСЗ в решении как гидрометеорологических, так и природноресурсных задач.

Разнообразие решаемых задач с использованием спутниковой информации требует установки на перспективных метеорологических ИСЗ усовершенствованной аппаратуры, отличающейся не только числом спектральных интервалов в разных диапазонах спектра но и разрешением, захватом на местности и оперативностью ее получения.

* Экспериментальные метеорологические ИСЗ.

** Другое название «Метеор-Природа».

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Абрамович К. Г., Васильев А. А. Использование спутниковой информации при обеспечении полетов гражданской авиации. Обнинск, ВНИИГМИ – МЦД, 1981.

Бельчанский Г. И., Андреев Г. Г., Сазонов Н. В. Трошин В. И. О системе комплексной обработки аэрокосмической информации для сельского хозяйства.– Исследование Земли из космоса, 1982, № 5.

Блинов В. Г., Добрых В. С. Использование спутниковой информации в оперативной работе по определению местоположения лесных и тундровых пожаров. Обнинск, ВНИИГМИ – МЦД, 1980.

Бушуев А. В. Методы наблюдения и исследования морских льдов из космоса. Обнинск, ВНИИГМИ – МЦД, 1981.

Ветлов И. П. Космическая система «Метеор» на службе гидрометеорологии. Обнинск, ВНИИГМИ – МЦД, 1981.

Домбковская Е. П. Использование СВЧ-измерений с ИСЗ в анализе атмосферных процессов. Обнинск, ВНИИГМИ – МЦД, 1981.

Делеур М. С. Космические методы изучения снежного покрова Земли. Л., Гидрометеоиздат, 1980.

Иосифьян А. Г. Электромеханика в космосе. М., Знание, 1977.

Инженерный справочник по космической технике. М., Воениздат, 1977.

Минина Л. С. Искусственные спутники Земли на службе метеорологов. М., Знание, 1970.

Новый эксперимент по исследованию Земли из космоса. – Исследование Земли из космоса, 1981, № 1.

Рачкулин В. И., Ситникова В. М. Использование спутниковой информации для оценки состояния урожая пустынно-пастбищной растительности в районах отгонного животноводства Средней Азии и Казахстана. Обнинск, ВНИИГМИ – МЦД, 1980.

Румянцев П. А. Метеорологическая космическая система «Метеор». Обнинск, ВНИИГМИ – МЦД, 1979.

Румянцев П. А. Экспериментальные метеорологические спутники «Метеор». Обнинск, ВНИИГМИ – МЦД, 1981.

Селиванов А. С., Тучин Ю. М. Радиотелевизионный комплекс спутников «Метеор» для исследования природных ресурсов Земли. – Исследование Земли из космоса, 1981, № 5.

НОВОСТИ ЗАРУБЕЖНОЙ КОСМОНАВТИКИ

ПРОЕКТЫ, РАЗРАБОТКИ, ИССЛЕДОВАНИЯ...

Специалисты Европейского космического агентства (ЕСА), объединяющего усилия ряда западноевропейских стран в исследовании и освоении космического пространства, недавно рассмотрели возможность реализации проекта автоматической межпланетной станции (АМС) «Кеплер», предназначенной для орбитальных исследований Марса. Возможный срок запуска АМС «Кеплер» при помощи ракеты-носителя «Ариан» – июль 1988 г., в этом случае АМС прибудет к Марсу в январе 1989 г. В течение одного марсианского года (687 земных суток) планируются проведение топографических измерений планеты при помощи радиовысотометра, оптических и инфракрасных приборов; изучение гравитационного и магнитного полей, исследование марсианской атмосферы и ее взаимодействие с солнечным ветром, а также ряд других экспериментов. АМС массой около 800 кг планируется вывести на орбиту искусственного спутника Марса с максимальной высотой 3700 км и минимальной – 150 км. Помимо этого интересного проекта, специалисты ЕСА изучают возможность реализации (совместно с НАСА) программы «Кассини», предусматривающей запуск АМС к Сатурну и его спутнику Титану. Причем предполагается вывод орбитального модуля вокруг Сатурна (ЕСА) и спуск посадочного модуля на поверхность Титана (НАСА).

В 1984 г. исполнится 20 лет международной организации спутниковой связи «Интелсат» (ИТСО), объединяющей более 100 стран. В апреле 1982 г. ИТСО было подписано соглашение с фирмой «Хьюз Эйркрафт» на разработку ИСЗ «Интелсат-6», которые предназначены для эксплуатации в конце 80-х – начале 90-х годов. Новое поколение ИСЗ «Интелсат» значительно превосходит использовавшиеся ИТСО ранее. Основными особенностями ИСЗ «Интелсат-6» являются: шестикратное использование диапазона 6/4 ГГц, применение многостанционного доступа с временным разделением каналов и переключением сигналов на борту; работа в диапазоне 14/11 ГГц; расчетный срок функционирования на орбите – 10 лет. Каждый ИСЗ будет оснащен 50 ретрансляторами (одновременно смогут работать 48 из них), обеспечивающими связь по 33 000 телефонным каналам. Бортовая антенная система ИСЗ «Интелсат-6» будет формировать 10 отдельных пар лучей различной ширины для приема и передачи сигналов. В состав бортовой системы электропитания войдут солнечные батареи мощностью 2 кВт и две никель-водородные батареи емкостью около 50 А • ч. В настоящее время ИТСО эксплуатирует систему ИСЗ «Интелсат-5». Но уже в декабре 1983 г. планируется запустить первый из ИСЗ «Интелсат-5Эй», являющихся усовершенствованной моделью «Интелсат-5» и обеспечивающих работу спутниковой системы в переходный период перед эксплуатацией ИСЗ «Интелсат-6».

Оригинальный способ транспортировки грузов в космос предложил английский инженер П. Бирч. В его основе лежит создание некой кольцевой системы на орбите вокруг Земли с перемещающимися вдоль системы «крючьями», с которыми имеется связь с Земли при помощи длинных тросов. В отличие от некоторых подобных проектов, в которых рассматривались кольцевые системы на геостационарной орбите, П. Бирч для орбиты своей системы предлагает использовать относительно низкую полярную орбиту. Как известно, геостационарная орбита находится в экваториальной плоскости (и поэтому связь с кольцевой системой при помощи тросов возможна с наземными пунктами, расположенными только на экваторе) и на высоте около 36 000 км (и поэтому масса системы, на столь большой высоте, опоясывающей Землю, весьма значительная). Использование полярной орбиты позволяет осуществлять связь с любым наземным пунктом, а относительно низкая высота орбиты требует гораздо меньшей массы для кольцевой системы («всего» 1,8 млрд. т.). Оценки показывают, что общая стоимость создания космического «фуникулера» при помощи имеющихся сейчас средств превышает 30 000 млрд. долл. Однако в будущем создание такой транспортной системы потребует лишь несколько миллиардов долларов и она сможет конкурировать с перспективными МТКК второго поколения, поскольку стоимость выведения грузов в космос при помощи космического «фуникулера» составит всего 0,05 долл. за 1 кг полезного груза.

Если проект космического «фуникулера», предложенный П. Бирчем, дело отдаленного будущего, то итальянские специалисты уже сейчас разрабатывают привязную систему, состоящую из основного ИСЗ (МТКК) и субспутника, соединенного с основным при помощи 100-километрового троса. Такая привязная система рассматривается как средство размещения измерительной аппаратуры (на борту субспутника) для исследований гравитационного и магнитного полей Земли, для проведения экспериментов по дистанционному зондированию Земли, физике плазмы и т. д., но может в перспективе использоваться и как средство транспортировки грузов, а также как часть измерительной аппаратуры (дипольная радиоантенна). Первый полет системы планируется на конец 80-х годов, и по соглашению с НАСА Италия изучает вопросы динамики и теплового режима привязной системы, а также разрабатывает подспутник, предназначенный в этом полете для исследования верхних слоев атмосферы (со своей стороны НАСА разрабатывает блок развертывания системы с МТКК). Следует сказать, что в последние годы Италия намерена осуществить обширную космическую программу которая охватывает участие в различных международных программах, разработку и создание собственных ИСЗ, а также межорбитального буксира «ИРИС» (по соглашению с НАСА). Первым из итальянских ИСЗ будет запущен на орбиту «Сан-Марко-5» (в октябре 1983 г.) для изучения параметров атмосферы, электрических и магнитных полей. Однако львиная доля средств, отпущенных на космическую программу Италии, приходится на разработку экспериментального ИСЗ связи «Италсат», запуск которого запланирован на 1985 – 1986 гг.

После того как при 6-м запуске западноевропейской РН «Ариан» был успешно выведен на орбиту западноевропейский ИСЗ «ЕКС-1», график следующих запусков этой РН (август, ноябрь 1983 г. и январь 1984 г.) предусматривал выведение на орбиту ИСЗ «Интелсат-5» для международной организации спутниковой связи ИТСО. Прошло уже 10 лет с начала работ по разработке РН «Ариан», первый запуск которой состоялся в 1979 г. В настоящее время заканчиваются наземные испытания более совершенных РН «Ариан-2» и «Ариан-3». Если базовая РН «Ариан» способна выводить на переходную к стационарной орбиту полезный груз массой 1,78 т, то РН «Ариан-2» и «Ариан-3» – соответственно 2,21 и 2,58 т. Причем РН «Ариан-3» отличается от РН «Ариан-2» только наличием твердотопливных ускорителей, и поэтому неудивительно, что первый запуск РН «Ариан-3» запланирован на март 1984 г. (ИСЗ «ЕКС-2» и «Уэстар-6»), а РН «Ариан-2» – на апрель 1985 г. Всего же на период март 1984 г. – ноябрь 1985 г. предусмотрен запуск 13 западноевропейских РН, в том числе и двух РН «Ариан-1» (в январе 1985 г. для французского ИСЗ «СПОТ» и шведского ИСЗ «Викинг» и в июле 1985 г. для западноевропейской АМС «Джотто» к комете Галлея). В феврале 1982 г. началась разработка еще более совершенной РН «Ариан-4», способной выводить на переходную к стационарной орбиту ИСЗ массой до 4,3 т. Первый испытательный полет этой РН намечен на декабрь 1985 г., а с марта 1986 г. начнутся эксплуатационные запуски РН «Ариан-4», стоимость разработки которой составляет более 240 млн. долл. В целях уменьшения стоимости запуска западноевропейских РН сейчас ведутся работы по изысканию возможностей многократного использования ряда компонентов ее 1-й ступени. Уже в мае 1984 г., при втором запуске РН «Ариан-3», будет сделана попытка спасти 1-ю ступень РН, чтобы можно было бы ее затем отремонтировать и повторно использовать в последующих запусках. Предполагается, что плавучесть 1-й ступени, снабженной парашютной системой, достаточна, чтобы можно было бы ее извлечь из океана и погрузить на спасательное судно. При успешных испытаниях в этой области стоимость запуска одной РН «Ариан» может быть снижена на 10 – 15%.

Начавшаяся эксплуатация американского МТКК и успешная конкуренция с ним РН «Ариан» в запусках полезных нагрузок привели к свертыванию работ по изготовлению одноразовых РН в США. Чтобы избежать закрытия производственных линий на своих предприятиях ряд фирм США предпринимают отчаянные усилия получить контракты на запуск ИСЗ, подчеркивая при этом надежность эксплуатации американских РН в отличие от частых неудач (2 из 5) при запусках западноевропейской РН «Ариан». Однако консорциум «Арианспейс», организованный для производства РН «Ариан» и осуществления ее запусков, предоставляет значительно более благоприятные условия потребителям, чем существующие при запусках американских РН. В связи с чем американские фирмы предпочитают сотрудничество с «Арианспейс» при выборе одноразовой РН для своих ИСЗ. А фирма «Боинг» даже объединила усилия с этим консорциумом в привлечении заказчиков. Она же разрабатывает для запусков с помощью РН «Ариан» ИСЗ «МЕСА», который может собираться из стандартных блоков различного назначения в зависимости от желания заказчика.

В настоящее время полеты в космос – это дело космонавтов, т. е. специально подготовленных людей, обладающих достаточным здоровьем. Однако снижение требований к здоровью при их отборе благодаря ощутимому прогрессу в развитии ракетно-космической техники, а также широкий интерес к космическим полетам со стороны населения позволяют предположить, что уже в ближайшие десятилетия станет возможной организация туристических маршрутов в космос. Еще в 1978 г. НАСА инициировала исследования в этой области, которые показали, что к 2000 г. стоимость полета человека в космос может быть снижена до 4000 долл. Согласно проведенным позже оценкам, сделанным в институте Хадсона, размещение на борту МТКК 50 – 60 пассажиров снизит к 2000 г. стоимость полета человека в космос до 5000 – 20 000 долл. Задержки в разработке МТКК и другие причины приводят к более высоким оценкам, однако ряд частных лиц в США готовы рискнуть совершить космический полет, предлагая за это от 100 тыс. долл. до 1 млн. долл. Все это предопределило рассмотрение этого вопроса специалистами некоторых фирм в США. Так, например, крупнейшая американская авиакосмическая корпорация «Рокуэлл Интернешл» выдвинула проект пассажирской кабины (на 68 человек), которая может устанавливаться на борту МТКК. Стоимость разработки такой кабины и требуемых в связи с этим работ по доработке орбитальной ступени МТКК превышает несколько сот миллионов долларов, и по всей видимости, организация космического туризма (а тем более космических такса в XX в. вряд ли осуществится. Но уже в начале следующего века предварительные разработки в этой области вполне возможны.

Павел Алексеевич Румянцев

КОСМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА «МЕТЕОР»

Главный отраслевой редактор Л. А. Ерлыкин

Редактор Е. Ю. Ермаков

Мл. редактор Г. И. Валюженич

Обложка художника Э. А. Смирнова

Худ. редактор М. А. Гусева

Техн. редактор Н. В. Лбова

Корректор Н. Д. Мелешкина

ИБ № 6062

Сдано в набор 19.07.83. Подписано к печати 08.09.83. Т-14562. Формат бумаги 84×108¹/₃₂. Бумага тип. № 2. Гарнитура литературная. Печать высокая. Усл. печ. л. 3,36. Усл. кр.-отт. 3,57. Уч.-изд. л. 3,58. Тираж 28 120 экз. Заказ 1271. Цена 11 коп. Издательство «Знание». 101835. ГСП. Москва. Центр, проезд Серова, д. 4. Индекс заказа 834210.

Типография Всесоюзного общества «Знание» Москва, Центр, Новая пл., д. 3/4.

4-я стр. обложки