Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Шифр эксперимента: Волны
Направление НПИ: 2. Исследование Земли и космоса
Секция КНТС: 3. Исследования Земли из космоса
Наименование эксперимента: Наблюдение в ближнем ИК диапазоне спектра волновых возмущений в средней атмосфере (техногенного и естественного происхождения)
Цель эксперимента:

Регистрация и картирование волновых процессов в верхней мезосфере и нижней термосфере по возмущениям поверхности раздела между оптически тонкой и оптически плотной атмосферой.

Описание эксперимента:

Космический эксперимент «Волны» состоял в цифровой видеорегистрации светящегося слоя кислорода на высотах 75 - 100 км, являющегося, по концепции постановщика (ИПГ), границей раздела между оптически плотной и оптически тонкой атмосферой Земли. Вариации высоты этой границы являются следствием распространения в верхней атмосфере внутренних гравитационных волн (ВГВ), которые и являлись предметом исследования.

Новизна эксперимента:

Подтверждена ранее выдвинутая гипотеза о существовании на высоте около 90 км в окрестности солнечного терминатора яркого эмиссионного слоя (несколько сотен кРл), излучающего в Атмосферной полосе (0,0) молекулярного кислорода (762,5 нм). 

В результате математической обработки цифровых изображений эмиссионного слоя показана возможность получать спектральные характеристики ансамбля атмосферных ВГВ, проходящих через этот эмиссионный слой на своём пути из нижней атмосферы в верхнюю. Следует отметить, что до настоящего времени ни в России, ни в других странах подобных результатов опубликовано не было. В силу чего, КЭ «Волны» можно рассматривать как пионерский эксперимент в этой области исследований атмосферы Земли из космоса.

Научная аппаратура:

КЭ проводился с помощью аппаратуры, ранее использовавшейся на МКС в рамках французского КЭ «LSO». Дополнительной аппаратуры не разрабатывалось.

Ожидаемые результаты:

В результате проведения КЭ и обработки полученных материалов ожидалось, что будет:

- исследована связь между возмущениями плотности в нижней термосфере и процессами, происходящими под поверхностью Земли (землетрясения), на её поверхности (цунами, взрывы, пожары, запуски изделий РКТ) и в тропосфере (грозы, тайфуны, торнадо);

- изучена роль состояния нижней термосферы в качестве возможного индикатора для обнаружения таких катастрофических природных явлений, как землетрясения, цунами, торнадо;

- изучено влияние различных техногенных факторов на состояние нижней термосферы;

- получена информация о широтно-сезонном распределении волновой активности в нижней термосфере и интенсивности тропосферных источников внутренних гравитационных волн (ВГВ).

Полученные результаты:

В итоговом отчете представлены полученные в ходе КЭ «Волны» результаты:

- измерения высоты эмиссионного слоя, образующегося на высоте около 90 км в окрестности солнечного терминатора; 

- компьютерного анализа полученных данных для определения параметров волн, проходящих через эмиссионный слой;

- теоретического анализа природы возникновения этого эмиссионного слоя.

В КЭ «Волны» было проведено 6 сеансов наблюдений. Общая продолжительность сеансов составила 261 час 31 минуту. В результате было получено 109652 цифровых изображений, общая информационная ёмкость которых составила около 46 Гб. 

За весь период проведения КЭ «Волны» эмиссионный слой в окрестности солнечного терминатора был зарегистрирован лишь однажды (сеанс измерений 20.06.2004 – 23.06.2004). Было получено 18 цифровых изображений эмиссионного слоя, результаты математической обработки которых приведены в настоящем отчёте. Столь низкая эффективность объясняется тем, что используемая в КЭ «Волны» аппаратура французского КЭ «LSO» не удовлетворяла требованиям разработчиков КЭ «Волны». Прежде всего, потому, что в эксперименте «LSO» предполагалось проведение съемки атмосферы Земли в ночных условиях, а в КЭ – в окрестности солнечного терминатора. Попытка изменить циклограмму съемки, путём замены (непосредственно на МКС) французской управляющей программы «SEZAM» на разработанную постановщиками КЭ программу «WAVES» была неудачной.

Сроки проведения: Эксперимент проводился на борту РС МКС с 2004 по 2008гг.
Состояние эксперимента: Завершен
Организация постановщик: Институт прикладной геофизики им. академика Федорова Е.К. (ИПГ)
Организации участники: РКК "Энергия"
Научный руководитель: Алпатов В.В., Институт прикладной геофизики, заведующий отделом, к.ф.-м.н.
Публикации по эксперименту:

По результатам КЭ «Волны» было:

1. Сделано 2 доклада: «INTERNATIONAL SPACE STATION (ISS) OBSERVATIONS OF MOLECULAR OXYGEN ATMOSPHERIC BAND DAYGLOW IN THE VICINITY OF THE SOLAR TERMINATOR AND THEIR INTERPRETATION»

и «THE POSSIBILITIES OF USING THE OPTICAL OBSERVATIONS OF O2 ATMOSPHERIC BAND DAYGLOW IN THE VICINITY OF THE SOLAR TERMINATOR FOR MONITORING GRAVITY WAVE ACTIVITY» на 36-ой ежегодной европейской конференции по исследованиям атмосферы оптическими методами (2009, г. Кируна, Швеция). Авторы: А.Н. Беляев и В.В. Алпатов

2. Результаты и описание КЭ «Волны» были представлены на выставке «Наука на МКС», организованной ЦНИИМАШ и ИКИ РАН в 2008 г.

3. Получен государственный патент на изобретение № 2336543 «СПОСОБ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ВОЛНОВОЙ АКТИВНОСТЬЮ АТМОСФЕРЫ». Патентообладатель: Государственное учреждение Институт прикладной геофизики им. акад. Е.К. Фёдорова (RU). Авторы: Алпатов Виктор Владимирович (RU), Беляев Алексей Николаевич (RU). Заявка № 2006146840, Приоритет изобретения 28 декабря 2006 г. Зарегистрировано в государственном реестре изобретений Российской Федерации 20 октября 2008 г. Срок действия патента истекает 28 декабря 2026 г.

Последнее обновление: 15.11.2017

Информационная справка

Программы

Изображения