Геофизические исследования космическими средствами

 

Проводится изучение физической природы мезосферных (серебристых) облаков (МСО). Серебристые облака, образующиеся в земной атмосфере в зоне мезопаузы на высоте около 85 км, представляют важный объект изучения в общем комплексе геофизических исследований. Они являются единственным индикатором динамических процессов в мезосфере (перемещение атмосферных масс и их волновые движения) Серебристые облака отражают физические процессы в верхних слоях атмосферы, зависящие от ряда факторов, в том числе и от солнечной активности. Наблюдения из космоса дают возможность установить их глобальное распределение, что при наземных наблюдениях затруднено из-за погодных условий, ограниченного времени видимости их в зоне сумеречного сегмента и из-за отсутствия достаточного количества наблюдательных станций. Не исключена возможность опасного воздействия МСО на космические аппараты на начальном этапе запуска. Вполне актуальным является выяснение вопроса о влиянии ракетных запусков над территорией Казахстана на состояние верхней атмосферы. И здесь серебристые облака могут служить индикатором аномалий, создаваемых в мезосфере в периоды запусков ракет разной мощности и с разным составом топлива.

Наблюдения МСО выполнялись в рамках КЭ"Мезосфера" программ "Полет-М" (1994 г.) и "Полет-М2" (1998 г.) с целью установления времени их появления, географического расположения и динамики. Получены цветные фотоснимки и видеозаписи уникального случая появления серебристых облаков над Казахстаном [35, 122].                   

Проведено экспедиционное наблюдение серебристых облаков в период их летней видимости. Составлены алгоритмы фотограмметрической компьютерной обработки цифровых изображений полей серебристых облаков для картирования их расположения в проекции на земную поверхность. Разработана каскадно-вероятностная модель расчета параметров космического излучения. Показана возможность применения преобразования Гильберта для исследования изменения фаз временных рядов интенсивности космического излучения и общего содержания озона. Изучено воздействие вторичного космического излучения на оптические свойства верхних слоев атмосферы. Изготовлен измерительный комплекс "Гроза" (система ELIS-TS) для регистрации статического атмосферного электричества и высокочастотной составляющей электрического поля. Подготовлены методика и программа обработки оптических изображений, полученных с МКС  [123].                   

Модернизированы наземный аппаратурный комплекс по регистрации атмосферных эмиссий и система регистрации напряженности и высокочастотных флуктуаций электрического поля от молниевых разрядов, наземный комплекс станции космических лучей. Создан оптико-информационный комплекс для наблюдений мезосферных серебристых облаков. Разработаны методы наземной регистрации метео- и геофизических параметров, обработки космических изображений верхней атмосферы, регистрации космических изображений оптических явлений и вторичных процессов при взаимодействии космических лучей с атмосферой Земли. Созданы модели образования мезосферных серебристых облаков.  [124].                   

Исследования физических полей в околоземном космическом пространстве по данным измерений на космических аппаратах (КА) имеют особое место в оценке сейсмической опасности. В очаге готовящегося землетрясения наряду с деформацией земной коры возникает мощное электромагнитное излучение, которое проникает в ближний космос и может быть там зафиксировано измерительной аппаратурой на борту КА. Анализ спутниковых данных показал, что электромагнитное излучение от будущего землетрясения можно уверенно фиксировать бортовой аппаратурой за несколько часов до толчка. Проанализирована связь вариации электромагнитного поля на поверхности Земли с потоками заряженных частиц в космосе в целях исследования механизма землетрясений. Зарегистрированы одновременные изменения потоков заряженных частиц и величины магнитного поля. Установлены корреляционные связи данных характеристик при землетрясениях с магнитудой 4,5 и более.

Введена в действие экспериментальная система регистрации нейтронной компоненты космических лучей и атмосферного давления, позволяющая в реальном времени анализировать уровень естественной радиации у поверхности Земли   [34,125,126].                   

Космическое излучение является основным фактором, определяющим ра­диационную обстановку и уровни радиационного воздействия ионизирую­щих излучений на экипаж и пассажиров летательных аппаратов на вы­сотах более 8 км .

Искусственные источники радиационной опасности в атмосфере связа­ны с загрязнением воздуха радиоактивными веществами, носителями ко­торых на высотах более 10 км являются аэрозольные частицы с размером порядка 1 мкм .

В работе [127] изучались радиационные поля первич­ных и вторичных космических лучей в зонах движения летательных ап­паратов и находящихся в них экипажей и пассажиров. Рассмотрено распространение космического излучения в гелио- и геомагнитосфере до границы атмосферы Земли. Рассчитаны дозы радиации в космическом пространстве, на различных глубинах атмосферы Земли, вне и внутри салонов летательных аппаратов. Составлены карты радиационной опасности в зависимости от высоты и жесткости геомагнитного обрезания и солнечной активности. Разработаны методы прогнозирования мощности эквивалентной дозы облучения в геомагнитном цикле. 

Подготовлены рекомендации по обеспечению радиационной безопас­ности экипажей и пассажиров самолетов и других летательных аппаратов, начиная с высот, незначительно превышающих 10 км. Аргументы в пользу такого подхода заключаются в следующем:

а) при полетах на дозвуковых самолетах, летающих на высотах 10-11 км, доза на их борту меньше в сравнении с дозой на борту сверхзвуковых самолетов, эшелоны полета которых приходятся на 16-18,5 км.

б) облака радиоактивных аэрозолей создают радиационно-опасные ус­ловия и на высотах до 20 км.

 Расчеты и экспериментальные данные потоков космических излу­чений, прохождения их через атмосферу Земли, расчеты дозы радиации произведены для различных точек земного шара с жесткостью геомагнит­ного обрезания от 0 до 15 ГВ. Составлен атлас карт радиационной об­становки вокруг земного шара.

Ре­зультаты исследования позволили провести измерения дозовых характеристик в косми­ческом пространстве и на бортах летательных аппаратов по оценке уровней доз облучения экипажей и пассажиров в них в экстремальных условиях полета, а полученные данные направлены в международное агентство по гражданской авиации.

Разработаны  алгоритмы дешифрования данных дистанционного зондирования различного разрешения для идентификации сельскохозяйственных, природных и техногенных объектов; методика построения суммарной карты календарных дат разрушения устойчивого снежного покрова [128,129].                   

Разработан проект ГИС "Ледники" как основы системы мониторинга ледников с использованием данных дистанционного зондирования и ГИС-технологий. Составлены таблицы морфометрических характеристик ледников северного склона Жетысуского Алатау. Создана цифровая карта гляциально-нивального пояса Жетысуского Алатау  [130].                    

Проведены анализ пространственных спектральных характеристик классов сельскохозяйственных объектов по снимкам MODIS, картирование почвенного покрова по данным космической съемки высокой и средней разрешающей способности. Описаны физические основы метода определения элементного состава атмосферы, поверхности и почвы с помощью космических лучей. Разработана конструкция системы по дистанционному, экспрессному, неразрушающему контролю элементного состава природных сред на базе регистрации характеристического излучения на атомном и ядерном уровнях, возбуждаемого протонами, нейтронами и гамма-квантами космического излучения  [129, 131].                    

 

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться: