Метеорологiчнi дослiдження

Метеорологiчнi дослiдження

Сьогоднi важко уявити собi науку без армii роботiв, що збирають iнформацiю в важкодоступних для людини мiсцях. А почалося все з метеорологii, з куль-зондiв. Цi невеликi аеростати з самопишущим приладом-метеорографом, вперше запропонованi Д.РЖ. Менделiiвим, запускалися в Росii з 1896 року. РЖ з того часу росiйська метеорологiя постiйно займаi перше мiсце в свiтi з дослiджень атмосфери за допомогою лiтальних засобiв. Другий перiод розвитку цiii галузi науки почався в СРСР з винаходу професором А.П. Молчановим радiозонда, який поклав початок всiii сучасноi телеметричноi технiцi. Передача отриманих наукових даних на Землю по радiо рiзко збiльшила ефективнiсть дослiджень. Але радiозонди могли пiднiматися лише на висоту 40 км, далi метеорологи могли сподiватися тiльки на ракети.

Першi ж запуски приладiв для дослiджень атмосфери на велику висоту за допомогою потужних геофiзичних ракет принесли науцi найцiннiшi данi. Але через велику вартiсть та складнощi пiдготовки до старту цi ракети запускалися всього кiлька разiв на рiк. А метеорологам було необхiдно отримувати регулярнi вiдомостi про динамiку процесiв, що у верхнiх шарах атмосфери. Для цього була потрiбна дешева, надiйна, проста в експлуатацii ракета порiвняно невеликоi вантажопiдйомностi. РЖ ось до восени 1951 року промисловi пiдприiмства краiни за технiчним завданням Центральноi аерологiчноi обсерваторii (ЦАО) Гiдрометеорологiчноi служби СРСР вперше в свiтi створили спецiальну метеорологiчну ракету МР-1. РЗi застосування вiдкрило третiй перiод висотних метеорологiчних дослiджень.

МР-1 представляла собою некеровану рiдинну ракету нормальноi схеми з аеродинамiчним стабiлiзатором. РЗi РРД з витiснювальний системою подачi працював на азотноi кислоти i гасi. Пуск проводився по траiкторii, близькiй до вертикалi, з стацiонарноi стартовою вишки. Для збiльшення швидкостi виходу з неi на ракетi встановлювався стартовий прискорювач, який представляв собою зв'язку з декiлькох порохових ракетних двигунiв. Запуск прискорювача i РРД проводився одночасно.

Будь-яка ракета маi деяку асиметрiю у зовнiшнiх обводах, у розподiлi мас та додатку тяги двигуна, яка змушуi ii вiдхилятися вiд заданоi траiкторii. Щоб зменшити це вiдхилення, не застосовуючи дорогоi системи управлiння, метеорологiчним ракетам при пуску надаiться обертання навколо поздовжньоi осi. Це забезпечуiться спiральноi закруткою напрямних стартовою установки.

У головнiй частинi МР-1 встановлювався стандартний набiр ракетноi метеорологiчноi апаратури, розробленоi i виготовленоi фахiвцями ЦАО.У шпилi ракети i верхньому вiдсiку ii головноi частини розташовувалися рiзноманiтнi манометри, термометри та iншi вимiрювальнi прилади, а також комутатор, по черзi пiдключати iх до радiопередавача. У середньому вiдсiку - передавач i чотири фотоапарата, працювали синхронно. РЗхнi осi об'iктивiв були спрямованi вниз мiж площинами стабiлiзацii ракети. Одержувала в польотi серiя знiмкiв давала можливiсть визначити положення головноi частини в просторi. У нижньому вiдсiку укладався парашут головноi частини, що забезпечував швидкiсть приземлення приладiв до 7 м / с.

Вимiрювання велися як на пiдйомi так i на спуску. Вiддiлень Головного частини та введення парашутiв вироблялося пiсля припинення роботи двигуна по командi вiд реле часу на висотi близько 70 км. Корпус ракети спускався на своiму парашутi i так само, як головна частина, мiг використовуватися знову. За спускаються частинами ракети велися кiнотеодолiтние спостереження, за якими визначалася сила вiтру.

Шiсть рокiв використання ракети МР-1 вперше дозволили отримати комплекснi данi про висотний розподiл температури, тиску, щiльностi повiтря, напрямкiв i швидкостi вiтру i простежити iх сезоннi змiни. Це дало значний поштовх розвитку висотноi метеорологii, що, у свою чергу, поставило перед фахiвцями завдання забезпечити вчених ще бiльш дешевими i простими в експлуатацii ракетами.

Успiшне вирiшення в СРСР проблеми розробки потужних i легких твердопаливних ракетних двигунiв дозволило створити до початку Мiжнародного геофiзичного року мобiльний двоступеневу метеорологiчну ракету МР-100 (М-100). Вона вiдрiзнялася вiд МР-1 вдвiчi меншим стартовою вагою, можливiстю тривалого зберiгання в спорядженому станi i здатнiстю працювати в будь-яких клiматичних умовах, включаючи арктичнi та антарктичнi. Корпус ракети був розрахований на одноразове використання i не рятувався. РЖстотно була вдосконалена i наукова апаратура. За допомогою МР-100 на таких же висотах - до 100 км - можна було робити все тi ж вимiрювання, що i з допомогою МР-1, i, крiм того, вести дослiдження магнiтних бур, полярних сяйв, iнтенсивностi потоку електронiв. Спростила стартова установка дозволила здiйснювати пуски МР-100 не тiльки з наземних ракетних станцiй, але i з науково-дослiдних суден АН СРСР. Вперше морськi пуски були здiйсненi з борту дiзельелектрохода "Об" в 1957 роцi на рiзних широтах, у тому числi бiля берегiв Антарктиди.

Метеорологiчнi супутники Радянського Союзу та iнших краiн

У СРСР один iз супутникiв серii ВлКосмосВ» i метеорологiчним супутником з висотою орбiти 900 км, нахилом орбiти до екватору 81,3 В°.В останнi десять рокiв експлуатацiйним метеорологiчним космiчним апаратом в СРСР став супутник ВлМетеорВ». Два або три супутника цiii серii знаходяться на орбiтi одночасно. Супутники ВлМетеорВ» збирають iнформацiю про стан атмосфери, тепловому випромiнюваннi Землi, потоках заряджених частинок. Метеоданi з борту супутникiв можуть безпосередньо брати бiльше п'ятдесяти метеостанцiй на територii СРСР. Корисний вантаж супутника в основному складаiться з оптико-механiчного телевiзiйного обладнання, що працюi у видимiй областi спектра. Крiм того, i скануюча iнфрачервона апаратура для отримання даних про змiст вологи в атмосферi i вертикальному профiлi температур. Попередження про раптовi змiни погоди по об'iднаним даними з метеорологiчних радiолокацiйних станцiй i супутникiв передаються по радiо з Москви, Ленiнграда та iнших центрiв, а спецiальна служба повiдомляi цю iнформацiю на судна та лiтаки.

Радянськi метеорологiчнi супутники ВлМетеорВ» почали функцiонувати в рамках програми експериментiв серii ВлКосмосВ». Такими були супутники ВлКосмос-44, -58, -100, -118, -122 i -144В».

Супутник ВлКосмос-122В», запущений в червнi 1966 р., маi двi системи орiiнтацii. Одна система забезпечуi орiiнтацiю цилiндричного центрального тiла з встановленими на ньому телевiзiйними камерами та iнфрачервоними датчиками по вертикалi до Землi, iнша постiйно орiiнтуi двi великi панелi сонячних батарей на Сонце, щоб виробляти максимальну електроенергiю для живлення бортових систем. Конструктивно система орiiнтацii супутника була виконана як тривiсна Маховиковим система.

Запуск супутника ВлКосмос-156В» передував розгортання нацiональноi системи розподiлу метеоданих. ВлМетеор-1" був запущений 26 березня 1969на орбiту з висотами перигея 644 км i апогею 713 км i нахилом орбiти до екватору 81,2В°.

В даний час супутники ВлМетеорВ», розробленi на базi попереднiх моделей, постiйно спостерiгають за Землею вiд полюса до полюса, щогодини охоплюючи територiю площею 30 000 кв. км. Перебуваючи на тiньовий сторонi Землi, супутники одержують зображення за допомогою iнфрачервоних датчикiв, що реагують на теплове випромiнювання поверхнi Землi, океанiв i хмар.

Типовим супутником цього сiмейства i ВлМетеор-2-04", запущений 1 березня 1979 на орбiту з висотами 839 X 897 км i нахилом орбiти до екватору 81,22В°. Зазвичай на орбiтi знаходяться три супутника на кутовiй вiдстанi 90-180В°, якi проходять над певним районом з iнтервалами 6 i 12 ч. Супутники накопичують iнформацiю i передають ii на наземнi станцii по командi.

Приймальнi центри Гiдрометеорологiчноi служби СРСР забезпечують максимально можливе поширення метеорологiчноi iнформацii. Основнi центри розташованi в Москвi, Новосибiрську i Хабаровську.

Супутникова система ВлМетеорВ» користуiться великим попитом;вона забезпечуi регулярне прогнозування погоди, включаючи сповiщення про швидко розвиваються тропiчних бурях. Така служба iнформацii маi особливо важливе значення для передбачення сходу снiгових лавин з гiр i для планування систем iригацii у вiддалених районах. Вона продемонструвала великi переваги при прокладцi маршрутiв суден поза районiв бур, штормових морiв, сильних вiтрiв i скупчень льоду, що дало економiчний ефект, оцiнюваний мiльйонами рублiв.

Французький Нацiональний центр з дослiдження космосу - знесена (франц. CNES - Centre National d'Etude Spatiales) i НАСА (США) здiйснили мiжнародну програму ВлЕолВ».

Подальша мiнiатюризацiя метеорологiчноi апаратури дозволила створити на основi другого ступеня МР-100 дуже простi малi метеорологiчнi ракети ММР-05, ММР-06 i ММР-08 для масового застосування з метою отримання синоптичноi iнформацii. Вони запускалися з мобiльних наземних i суднових установок на висоти в 50, 60 i 80 км вiдповiдно.

Хоча створення метеорологiчних супутникiв вiдкрило принципово новий перiод у розвитку метеорологii, ракетнi дослiдження не втрачають свого значення i приймають все бiльш широкого розмаху. Так, наприклад, протягом середнього по iх iнтенсивностi 1976 року в вiдповiдно до каталогу Свiтового центру даних було запущено 518 радянських i 119 зарубiжних метеорологiчних ракет. Отриманi за iх допомогою данi по вертикальному розрiзу атмосфери, iстотно доповнюючи супутникову метеорологiчну iнформацiю, стали невiд'iмним елементом вихiдних даних для прогнозування погоди.

В даний час "на озброiннi" метеорологiв стоять удосконаленi дослiдницькi ракети ММР-06М, М-130, М-100Б i найпотужнiша з них МР-12, що пiднiмаi 150 кг науковоi апаратури на висоту 180 км. Крiм того, отримали широке застосування i ракети, здатнi впливати на метеорологiчнi умови такi, як ракета "Хмара", що ефективно захищаi сiльськогосподарськi угiддя вiд граду. З iх створенням радянська технiка наближаiться до того передбаченого академiком С.П. Корольовим часу, коли "будуть розробленi методи активного впливу на клiматичнi умови".

Метеорологiчнi ракети МР-1 РЖР-100 ММР-06

Стартова маса, кг 915 480 135

Маса корисного вантажу, кг 1972 50 12

Повна довжина, мм 8400 8250 3220

Дiаметр корпусу, мм 430 250 200

Розрахункова висота польоту, км 100 100 60

Увечерi 17 вересня 2009р. з космодрому ВлБайконурВ» стартувала ракета-носiй ВлСоюз-2В». Запуск вiдбувся з третьоi спроби - два днi старту заважала погод, тому що в районi космодрому йшли дощi. На орбiту "Союз-2В» доставить апарат ВлМетеор-М1В» - перший за 10 рокiв росiйський метеорологiчний супутник!

РЖсторiя запускiв вiтчизняних метеорологiчних супутникiв розпочалася трохи бiльше пiвстолiття тому, коли на третьому радянському ШСЗ, запущеному 15 травня 1958р., Була встановлена перша спецiальна наукова апаратура для дослiдження високих шарiв атмосфери Землi. Супутникове апаратура дозволила, поряд з визначенням характеристик верхньоi атмосфери iз гальмування супутника i по дифузii парiв натрiю, здiйснити безпосереднi вимiрювання тиску i щiльностi на рiзних висотах.

25 червня 1966р. вперше був запущений метеорологiчний супутник (ВлКосмос-122В»).Одним iз завдань супутника було випробування метеорологiчноi апаратури, призначеноi для отримання зображення хмарностi, снiжного покриву i крижаних полiв на освiтленiй та тiньовоi сторони Землi, а також для вимiрювання потоку йде радiацii, вiдбитоi й випромененоi системою Земля - атмосфера.

Вiтчизняна метеорологiчна система була створена в результатi виведення на орбiту супутникiв ВлКосмос-144В» i ВлКосмос-156В». Ця система отримала назву ВлМетеорВ». Пiзнiше до складу цiii системи увiйшли супутники серii ВлКосмос-184В», ВлКосмос-206В» i ВлКосмос-226В».

Основним завданням супутникiв серii ВлМетеорВ» було забезпечення оперативноi метеорологiчноi iнформацiiю служби погоди нашоi краiни. Першi дев'ять супутникiв цiii серii (за винятком супутника ВлМетеор-5В») були запущенi на орбiту з середньою висотою близько 630 км, а наступнi - на орбiту з середньою висотою близько 900 км. Збiльшення висоти польоту супутника сприяло розширенню смуги огляду для всiх видiв супутниковоi апаратури.

На супутнику ВлМетеор-8В» була випробувана спектрометричних апаратура для визначення вертикального профiлю температури в атмосферi. На ВлМетеорi-10В» успiшно проведено випробування телевiзiйноi апаратури, яка працюi в режимi безпосередньоi передачi на спрощенi автономнi пункти прийому.

Останнiй радянський "Метеор" перестав працювати ще в 2004-му. РЖ пiсля багаторiчноi перерви у нашоi краiни знову i власний розвiдник погоди. Детальнiше про це - генеральний директор, генеральний конструктор НВП ВНРЖРЖЕМ Леонiд Макрiденко: "Кожна краiна повинна мати свою гiдрометеорологiчну систему. РЗi маi РДвропа, ii маi США, маi Китай. На жаль, у Росii були важкi часи, i наша гiдрометеорологiчна система була зруйнована ".

Метеорологи Росii не приховують радостi, адже ще недавно супутникову iнформацiю про погоду отримували з американських, японських i китайських метеорологiчних супутникiв. РЖ це при тому, що колись ми були однiiю з найавторитетнiших в областi метеорологiчних дослiджень держав!

Запущений новий "Метеор" новоi Росii i всепогодним розвiдником, що не маi аналогiв у свiтi як в конструктивнiй, так i в апаратнiй частинi. Вiн створений з урахуванням особливостей географiчних i клiматичних умов нашоi краiни, особливо, ii пiвнiчних широт, включаючи Арктику на замовлення Росгiдромету в рамках Федеральноi космiчноi програми Росii на 2006-2015 роки в НВО "Всеросiйський науково-дослiдний iнститут електромеханiки" спiльно з заводом iменi РЖосиф'яна.

"У ньому прилади, в першу чергу, - тi, якi ранiше давали зображення, тепер будуть давати глобальнi вимiрювання спектральних характеристик хмарностi, земноi поверхнi, морськоi поверхнi, в рiзних областях спектру з хорошим дозволом", - Пояснюi головний конструктор космiчних апаратiв НПП ВНРЖРЖЕМ Юрiй Трофiмов. РЖншими словами, запущений супутник призначений для оперативного уточнення прогнозiв погоди, контролю радiацiйноi обстановки i озонового шару, а також для монiторингу морськоi поверхнi, включаючи льодову обстановку, для забезпечення судноплавства в полярних районах.

У момент пiдготовки, перед стартом на "Метеорi" ще раз перевiрили всi системи, у тому числi й унiкальну 13-метрову антену - пролiтаючи над чужими територiями, вона не дiятиме i тiльки над Пiвнiчною пiвкулею буде передавати найважливiшi данi на Землю.

На супутнику такого типу вперше встановили новiтнiй локатор бокового огляду. Тепер огляд планети буде цiлодобовим i всепогодним. "Апаратура дуже тонка, - вiдзначаi механiк складального цеху Вiктор Добринiн. - Вона серйозна, коштуi дуже великих грошей, тому з нею треба поводитися дуже акуратно ".

РЖ, схоже, ми починаiмо вiдновлювати, здавалося б, втрачений науковий потенцiал. Вже протягом 2010 року вченi обiцяють вiдправити в космос ще один супутник-близнюк "Метеора", а до 2015-го це буде вже цiла група з шести апаратiв (хоча за iншими даними - з 3-х). Роботи над другим апаратом ведуться вже зараз.

Вместе с этим смотрят:

Aerospace industry in the Russian province

РЖсторiя ракетобудування Украiни

Авиационно-космические отрасли в российской провинции

Астрономические открытия

Атомы и молекулы