Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Актуальность работы связана с важностью исследования метеоров из космоса. Все исследования метеоров в настоящее время проводятся с Земли [1], однако такие наблюдения часто затруднены влиянием атмосферы. В 2016–2019 гг. на американском научном модуле международной космической станции проводился подобный эксперимент (проект Meteor), непрерывная съемка участка неба камерой высокого разрешения установленной перед иллюминатором [2, 3], однако открытых данных для оценки эффективности этого проекта недостаточно.
Возможность получения снимков, видео, а также спектрограмм участков атмосферы, где обнаружен метеор позволило бы получать новые данные о химическом составе метеоров (это единственный способ реконструировать вещественный состав космических тел, недоступных для изучения другими методами) и данные о динамике атмосферы на больших высотах (такие данные используются для построения и валидации моделей атмосферы) [4].
Цель данной работы — исследовать возможности изучения движения и химического состава меторов из космоса, а также разработка облика космической аппаратуры для этого. Большая часть метеоров исследуется с Земли, анализируются траектории и химический состав. Основные задачи, ставящиеся в работе, — определение состава родительских объектов.
Однако часть метеоров не может быть исследована из-за атмосферных явлений или раннего сгорания. Аппаратура космического базирования позволит исследовать и такие метеоры.
При падении в атмосфере тела начинают гореть, спектр этого излучения и является основным источником информации о химическом составе падающего тела (рис. 1).
Расположение спектрометра в космосе позволит получать спектрограммы на самых ранних этапах горения в верхних слоях атмосферы, а также получать спектрограммы на этапах горения в нижних слоях атмосферы независимо от атмосферных явлений, в отличие от поверхностных наблюдений, которые ограничены дальностью и атмосферной обстановкой.
В качестве спектрометра предполагается использовать спектрометр с волоконным выходом, например, Maya2000 Pro. Основные характеристики представлены ниже:
Спектрометр космического базирования также должен содержать камеру наблюдения, которая будет фиксировать появление метеора, ограничивать поле зрения соосного с камерой спектрометра и включать его. Такой спектрометр может быть закреплен на иллюминаторе МКС и мог бы работать в автоматическом режиме (рис. 2).
Спектрометр с волоконным выходом позволит установить на иллюминатор только легкую составную часть оборудования, тогда как основная часть может быть расположена на установочном месте и связана волоконным и электрическим кабелем.
В качестве прототипа была спроектирована и собрана система для получения спектров светящихся объектов на расстояниях до 100 м. Ее работоспособность проверена в лабораторных условиях.
Рассмотрена принципиальная возможность исследования химического состава метеоров из космоса, а также предложен функциональный облик научной аппаратуры для российского сегмента международной космической станции для космического эксперимента по изучению химического состава метеоров. Предложенная аппаратура имеет ряд преимуществ, перед использованной ранее аппаратурой в проекте Meteor. Был собран и отработан в лабораторных условиях прототип такой аппаратуры, подтверждены алгоритмы и схема работы аппаратуры.
