Исследователи космоса

Первый пост

Итак, чтобы было понятнее, что вообще приходит со спутников, напишу для этого отдельный пост.

Космические аппараты бывают по типу орбиты бывают трех типов:

1. полярно орбитальные, которые вращаются вокруг Земли с разной периодичностью (высота, с которой летят такие спутники - от 200 до 800 км)

2. геостационарные, которые стоят вдоль линии экватора на высоту около 38 тыс. км, таким образом они двигаются одновременно с вращением Земли, что позволяет им наблюдать одну и туже территорию с высокой периодичностью по времени

3. высокоэллептические. Такой спутник, на борту которого находится метеорологический прибор, пока что один в мире - это российский спутник "Арктика-М" №1. Он летает по орбите типа молния.

На одном космическом аппарате может быть установлено несколько приборов. Обычно, это инфракрасный (ИК) прибор, микроволновый радиометр, гиперспектрометр. Есть еще другие, но они редкие и используются в специфичных задачах.

ИК-прибор.

Он снимает в видимом и ИК-диапазоне. Приборы все пассивыне - то есть они только регистрируют излучение, которое приходит с поверхности. То есть у прибора есть несколько каналов, каждый из которых чувствителен к определенной области спектра. Например, один канал чувствителен к области спектра 0.54-0.58 мкм, другой канал - 11.2-11.6 мкм. Каналы приборов разрабатываются с учетом прозрачности атмосферы, чтобы эти данные могли показывать нужные и важные параметры

Каналы в диапазоне от 0.2 до 3 мкм регистрируют излучение только в дневное время, каналы в диапазоне от 3 до 15 мкм - и в дневное и в ночное. И в тех, и в тех каналах прибором регистрируется спектральная энергетическая яркость(radiance). Для каналов  от 0.2 до 3 мкм эти данные преобразовываются в коэффициент спектральной яркости с использование расстояние до Солнца и энергетической эффективности канала, а для каналов от 3 до 15 мкм по функции Планка преобразовываются в температуру Кельвина, называемой "яркостная температура".

Обычно на спутниковых приборах количество таких каналов небольшое - от 6 до 20 каналов. Ширина чувствительности к спектру каждого канала бывает разная  - от 0.2 мкм до 1 мкм. То есть, к примеру, канал может воспринимать область спектра от 0.44 до 0.89 мкм.

Как выглядят эти данные?

Если зайти на сайт worldview.earthdata.nasa.gov, то там будет что-то типа такого

Это несколько пролетов спутника наложены друг на друга. Для того, чтобы получилась такая красочная картинка, совмещают три канала, которые снимают в видимом диапазоне.

Если перейти на сайт multimaps.ru, то там уже картинка выглядит по другому.

Потому что этой картинки совмещали данные не только из каналов видимого диапазона, но и данные ближних инфракрасных каналов.

Есть множество вариаций того, как совмещать каналы между собой, то есть синтезировать. Например, тут приведены примеры.

Разрешение ИК-приборов бывает разным. Скажем, есть разрешение - 10м, 30, 50м. У таких приборов небольшая полоса обзора и одну и туже территорию спутники покрывают раз в 5-10 дней. Пример таких спутников - Landsat-8, Sentinel-2, Канопус-В №1,3,4,5,6. Есть разрешение 100, 250, 500, 1000 метров - такие приборы имеют большую полосу обзора и спутники пролетают над одной и той же территорией два раза в день. Пример таких спутников - Terra, Aqua, NOAA-20, Suomi NPP, Метеор-М №2 и №2-2.

Геостационарные спутники в основном снимают с разрешением 500, 1000, 3000 и 4000 км.

Что касается микроволновых приборов - они бывают пассивные и активные. Активные посылают сигнал на Землю и регистрируют возвращённый сигнал, пассивные - также как и ИК, просто регистрируют то что пришло. Приборы имеют также каналы, которые снимают на определенной частоте. Скажем, 10.6 GHz, или 183 GHz. Каналы, так же как и ИК, разрабатываются с учетом прозрачности атмосферы. Преимуществом таких приборов является то, что из-за свойств микроволнового излучения на некоторых диапазонах сигнал может проходить сквозь облачность, таким образом можно получить данные поверхности, которая закрыта облачным массивом.

Данные микроволновых каналов преобразовываются в яркостные температуры, изначально при это фиксируется антенная температура (то есть не калиброванная).

Гиперспектрометры - это ИК-приборы, однако у них не 6-20 каналов, а около 1000. И ширина чувствительности у них очень маленькая - до 0.1 мкм. С его помощью в основном восстанавливают содержание основных газов и малых газовых составляющих в атмосфере.

Такое вот краткое описание. Думаю, в следующем посте расскажу о том, как обрабатываются данные, с помощью какого ПО и т.д.

Если было интересно или чего-то не хватило - дайте знать

На этом изображении, полученном в результате 20-часовой работы, астрофотограф Марун Махфуд (Raachine, Lebanon) художественно объединил свет, испускаемый в туманности водородом (оранжевый), кислородом (синий) и серой (зелёный). Получившееся впечатляющее изображение, показывает облака газа и пыли, которые создавались тысячелетиями с помощью звёздного ветра и древними сверхновыми.

Уточняем, что цвета, представленные на изображении, созданы с использованием узкополосных фильтров. В так называемой «палитре Хаббла», где красный/зелёный/синий пропускают водород, трижды ионизированный кислород и серу.

Туманность Конская Голова (также известная как Barnard 33 и IC434) — тёмная туманность в созвездии Ориона. Туманность расположена к югу от звезды Альнитак, которая находится на восточном краю пояса Ориона, и является частью гораздо более крупного комплекса молекулярных облаков Ориона. Находится примерно в 1500 световых годах от Земли.

Туманность Пламя, обозначенная как NGC 2024 и Sh2-277, является эмиссионной туманностью с левой стороны от Конской Головы. Она находится на расстоянии от 900 до 1500 световых лет. В центре туманности Пламя находится скопление недавно образовавшихся звезд.

В большой туманности над «Конской головой» можно увидеть несколько образов, например, образ мандрила Рафики из мультфильма «Король Лев», или голову льва — мнения расходятся. А что видите вы?

10 марта 1967 года с космодрома Байконур стартовала ракета-носитель «УР-500К», получившая в прессе название «Протон-К». Ракета вывела на орбиту первый прототип лунного корабля «Союз 7К-Л1П».

Конструкция лунного корабля (ЛК) была упрощена — основной целью запуска было испытание Блока Д. Блок отвечал за перевод ЛК с траектории перелёта на окололунную орбиту, за перевод его с окололунной орбиты на посадочную траекторию и за коррекции при перелёте. ЛК (получивший официальное название «Космос-146») был успешно выведен на расчётную орбиту, а затем — на траекторию полёта к Луне.

Занимательный факт: К моменту запуска советского лунного корабля США уже три раза выводили на орбиту свои прототипы «Аполлонов». И, в принципе, могли бы перейти к запускам пилотируемых лунных кораблей до того, как СССР вывел бы на орбиту первый беспилотный прототип. Но за два месяца до старта «Космоса-146» во время пожара в командном модуле экипаж «Аполлона-1» погиб. Американский космический корабль отправили на переделку, которая заняла полтора года.

Джи Джиан (Jie Jiang), главный инженер CALT, рассказала, что разработка сверхтяжёлой РН Long March-9 (150 т на НОО и 53 т к Луне) задерживается и потребует ещё 8-10 лет. При этом планы по пилотируемому полёту Китая на Луну остаются неизменными — до 2030 г.

Успеть к сроку, видимо, китайцы смогут только отправив своих космонавтов на другой сверхтяжёлой ракете-носителе — Long March-5DY (70 т на НОО и 27 т на транслунную орбиту). Она создаётся на базе уже существующих технологий и двигателей YF-100K для РН Long March 5. В обновлённой версии предполагается их унифицированное использование — по семь на каждом из двух боковых ускорителей, а также на первой и второй ступенях. Третья ступень — водородная, с тремя двигателями YF-75E, также от Long March 5. Использование уже существующих компонентов позволяет надеяться на первый пуск Long March-5DY до 2025 г.

Ракета-носитель будет включать в себя два боковых разгонных блока, три ступени диаметром 5 м (как у Long March 5) и систему аварийного спасения, аналогичную используемой сейчас на Long March-2F для кораблей «Шэньчжоу». Высота в собранном виде на стартовом столе составит 90 м, а вес превысит 2200 тонн. Пилотируемая миссия с высадкой на Луну проводится по двухпусковой схеме (см. иллюстрацию). Первый пуск — вывод на орбиту универсального космического корабля нового поколения весом 21,6 т, рассчитанного на полёт 3 человек и до 500 кг грузов (Pro космос уже писал о нём). А второй — для лунного модуля. Их стыковка будет происходить на окололунной орбите. Предполагается, что на поверхности Луны китайские космонавты проведут около 6 часов.

В разворачивающейся лунной гонке Китай решил сделать ставку на отработанные технологии Long March 5. У её обновлённой версии предполагается сделать многоразовыми первую ступень и ускорители. Очевидно, пилотируемый полёт Китая придётся на вторую фазу строительства совместной с Россией исследовательской станции ILRS (между 2026 и 2035 гг.).

Кто в итоге окажется первым на Луне? Запуск американской миссии Artemis III с высадкой на Луну регулярно переезжает вправо и теперь состоится не ранее 2026 г.