НОВОСТИ СЕГОДНЯ
Высокая плотность верхних слоев атмосферы приводит к притормаживанию МКС и искусственных спутников, из-за чего приходится чаще корректировать их орбиту. Кроме того, происходит ускоренная амортизация космической техники. К такому выводу пришли ученые на основании данных первых спутников российской космической системы «Ионосфера-М», запущенных в космос полгода назад. 25 июля группировку доукомплектуют еще двумя аналогичными аппаратами. Какие открытия смогут сделать ученые — в материале «Известий».
Как озоновый слой влияет на космические аппараты
Новые спутники «Ионосфера-М» запустят с космодрома Восточный 25 июля. Их выведет на орбиту ракета-носитель «Союз 2.1б». Таким образом, российская орбитальная группировка будет полностью укомплектована, в ее задачи входит изучение верхних слоев атмосферы Земли и космической погоды. Запуск первых двух аппаратов состоялся 5 ноября 2024 года. Вторая пара дополнит их и даст возможность получать более точные и непрерывные данные о состоянии ионосферы.
Всего система будет состоять из четырех аппаратов, размещенных попарно на солнечно-синхронных орбитах. Такие траектории предполагают, что искусственные спутники в одно и то же время проходят над разными точками планеты. Это удобно для сопоставления и анализа информации, рассказали ученые Института космических исследований РАН.
Перед запуском специалисты, ответственные за постановку научных задач «Ионосферы-М», эксклюзивно рассказали «Известиям», какие результаты были достигнуты на первом этапе работы группировки и какие задачи предстоит решить в ближайшем будущем.
— Уже за первые полгода были получены неожиданные и интересные с научной точки зрения результаты на основе измерений на спутниках «Ионосфера». В частности, измерения показали чрезвычайно высокую плотность ионосферной плазмы. Это подтверждается и другими измерениями на космических аппаратах и на Земле. Например, ученые из Нижнего Новгорода и Казани зафиксировали сильную светимость ночного неба под воздействием земных нагревных стендов (суперантенн с мощным радиоизлучением. — «Известия»), — отметил заведующий лабораторией отдела физики космической плазмы Института космических исследований РАН Михаил Могилевский.
Высокая плотность ионосферы приводит, например, к притормаживанию МКС и искусственных спутников, из-за чего приходится чаще корректировать их орбиту, рассказал он. Кроме того, происходит ускоренная амортизация космической техники.
По его мнению, выявленные процессы могут быть связаны с солнечной активностью — максимумом 11-летнего и 22-летнего циклов. Однако существует и другое объяснение: исторические данные свидетельствуют о наличии пока неизученных тенденций, которые выходят за рамки с гораздо большими временными масштабами. Возможно, благодаря первой паре спутников «Ионосфера-М» удалось нащупать новые явления, сообщил ученый. Аппараты, отправленные вторым темпом, помогут подтвердить эти выводы и дополнить результаты исследований.
Как будут измерять плотность озонового слоя
Другое интересное явление связано с низкочастотными излучениями, которые регистрируют на искусственных спутниках, рассказал Михаил Могилевский. В частности, были зафиксированы необычные электростатические (без магнитной составляющей) излучения в разных областях ионосферы.
— Феномен может быть связан с так называемым природным ядерным реактором Окло, расположенном в Габоне на западе Центральной Африки. Он представляет собой несколько рудных тел, в которых около 1,8 млрд лет назад происходила самопроизвольная цепная реакция деления ядер урана. Как предполагают исследователи, она протекала на протяжении нескольких сотен тысяч лет. Вероятно, в этом регионе накопились аэрозоли и молекулы тяжелых элементов, которые под действием ветров постепенно распространяются в атмосфере, — предположил ученый.
Данные, полученные аппаратами «Ионосфера-М», показывают, что выбросы из этой зоны влияют на распределение электростатических излучений в ионосфере, добавил он. Обнаруженное явление подчеркивает сложность взаимодействия природных факторов друг с другом. Можно предположить, что дальнейшие исследования в этом направлении позволят, например, использовать эту информацию для прогнозирования геологических процессов.
В отличие от предыдущих спутников на новых аппаратах «Ионосфера-М» установлены специализированные приборы для мониторинга озонового слоя — газовой прослойки в атмосфере, которая защищает живые организмы от ультрафиолетового излучения. Это начало новой серии отечественных приборов такого рода, отметил Михаил Могилевский.
— Основная цель озонометра — измерение общего содержания озона и оксидов азота в атмосфере. Датчики прибора будут направлены вниз, к земле. Таким образом он будет измерять спектр рассеянного и отраженного солнечного излучения, а затем по свойствам зарегистрированного спектра делать выводы о составе атмосферы под спутником, — пояснил руководитель разработки, заведующий лабораторией планетной спектрометрии и метеорологии отдела физики планет ИКИ РАН Юрий Доброленский.
Он добавил, что озоновые дыры стали общемировой проблемой в 1970–1980-х годах. В ответ на эти вызовы международным сообществом были приняты Монреальский протокол, Венская конвенция и другие документы, которые ограничивают выбросы веществ, разрушающих озоносферу. Однако современные исследования говорят о том, что процесс восстановления приостановился и может развернуться вспять.
Благодаря новому оборудованию специалисты смогут в течение нескольких недель построить детальную карту озонового слоя и организовать его постоянное наблюдение. В перспективе создадут модификацию озонометра с большим полем зрения, что обеспечит глобальный обзор озонового слоя в течение суток. Его установят на борту аппарата «Зонд-М», основной задачей которого будет изучение Солнца, добавил Юрий Доброленский.
Зачем нужен контроль озонового слоя
— Озоновый слой защищает живые организмы, не скрытые слоем воды, твердью или другим убежищем от губительного воздействия ультрафиолетовой радиации Солнца в диапазоне длин волн 200–315 нм. В частности, диапазон 230–290 нм особо чувствителен для молекул ДНК. Из-за их повреждения клетки перестают делиться, расти, что приводит к гибели. А диапазон 280–315 нм существенно воздействует на покровы живых организмов. Например, у человека это приводит к раку кожи, катаракте, общему снижению иммунитета, — пояснил «Известиям» доктор физико-математических наук Института прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН.
Поэтому для сохранения жизни на нашей планете необходим непрерывный контроль озонового слоя. Его мониторинг позволит понять пути эволюции этой оболочки, вовремя регистрировать локальные истощения слоя и выдавать жителям этих областей защищающие их здоровье рекомендации. Так же постоянные наблюдения позволят отслеживать искусственные воздействия на атмосферу, запрещенные международными соглашениями, подчеркнул эксперт.
— «Озонометр-ТМ» фиксирует спектр с помощью дифракционной решетки и фотоприемника, который регистрирует оптическое излучение и преобразует его в электрический сигнал, что обеспечивает высокое разрешение и чувствительность. Российская приборостроительная база позволяет реализовать космические проекты любой сложности. Есть ограничения по элементной базе, но они решаемы, — объяснил директор НПП «Астрон-Электроника» Павел Моисеев.
В настоящее время российские ученые используют много информации, полученной с иностранных космических аппаратов, что накладывает ограничение на их использование. Поэтому чем больше будет своих национальных данных, тем свободнее будут специалисты в их использовании, отметил он.
По мнению Павла Моисеева, в отечественной космической отрасли сейчас реализуется много интересных проектов как в практическом плане (системы «Арктика», «Электро», «Метеор»), так и в научной сфере (лунные и венерианские программы).
Похожие новости: