КОНЦЕПЦИЯ МНОГОКАНАЛЬНОГО ГЕТЕРОДИННОГО СПЕКТРОРАДИОМЕТРА ДЛЯ ОРБИТАЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ В РЕЖИМЕ СОЛНЕЧНЫХ ЗАТМЕНИЙ

Авторы
Шкарбан А.Б., Газизов И.Ш., Газизов Ш.Ф., Спиридонов М.В., Чурбанов Д.В., Родин А.В.
Организации
Московский физико-технический институт (Национальный Исследовательский университет)
Сессия
Дистанционное зондирование Земли
Форма представления
Устный
Место работы научного руководителя
Московский физико-технический институт (Национальный Исследовательский университет)
Научный руководитель
Научный руководитель: Зеневич С.Г., к. ф.-м. н.
Текст тезисов
Проблеме глобального потепления в последнее время уделяется большое внимание. Для всестороннего и глубокого исследования этого процесса, а также прогнозирования его последствий необходимы высокоточные приборы, позволяющие измерять содержание парниковых газов в столбе атмосфере с субпроцентной точностью. На сегодняшний день данная задача успешно решается Фурье-спектрометрами высокого [1] и умеренного [2] спектрального разрешения на наземных станциях наблюдений. МФТИ разрабатывает многоканальный гетеродинный спектрорадиометр [3], который может быть использован в качестве дополнения к существующей инфраструктуре учета парниковых газов в атмосфере. Однако, наиболее ценная информация измеряется с помощью орбитальных измерительных комплексов [4,5], позволяющих получать информацию о глобальном содержании и распределении парниковых газов в атмосфере в кратчайшие сроки. Недавно, МФТИ представила концепцию многоканального лазерного гетеродинного спектрорадиометра (МЛГС) для орбитальных измерений состава, структуры и динамики атмосферы в режиме солнечных затмений [6]. Данный доклад посвящен некоторым вопросам оптимизации системы регистрации гетеродинного сигнала МЛГС для успешной работы в условиях функционирования в открытом космическом пространстве.
МЛГС функционирует на основе метода гетеродинной спектроскопии с высоким спектральным разрешением (>1000000), обусловленным полосой гетеродинного приемника. Высокое спектральное разрешение позволяет измерять полностью разрешенные профили индивидуальных колебательно-вращательных линий поглощения парниковых газов, что в свою очередь позволяет анализировать не только химический состав атмосферы, но и её структуру и динамику. В качестве опорных источников излучения используются диодные лазеры с распределенной обратной связью. Весь оптический тракт МЛГС основан на использовании оптоволоконных компонент, благодаря чему конструкция МЛГС получается компактной, что позволяет рассматривать класс малых космических аппаратов типа CubeSat в качестве орбитальной платформы. МЛГС имеет 3 спектральных канала в диапазоне длин волн 1,2 – 1,6 мкм и позволяет проводить измерения вертикальных профилей концентрации CO2, CH4, H2O и O2 в диапазоне тангенциальных высот 5-50 км с точностью не хуже 1 % в режиме солнечных затмений.
В рамках доклада будет представлена постановка задачи космического эксперимента, тактико-технические характеристики МЛГС для орбитальных измерений и ожидаемые научные данные. Особое внимание будет уделено оптимизации структуры многоканального гетеродинного приемника сигнала на промежуточной частоте, который состоит из аналоговых ЭРИ, наиболее подверженных пагубному воздействию радиационному излучению.