search
menu
person

NEWS AND UDATES


Спутниковая система метеорологического обеспечения вооружённых сил США (2017)

Спутниковая система метеорологического обеспечения вооружённых сил США

Майор М. Космачёв

Спутниковые метеорологические системы играют важную роль при планировании повседневной учебно-боевой деятельности вооруженных сил зарубежных государств. Глобальный характер использования в сочетании с высокой оперативностью доведения результатов наблюдений делают их незаменимым средством получения данных о состоянии погодных условий в любом районе земного шара при планировании воздушно-космической разведки, подготовке и ведении боевых действий, а также при оценке обстановки перед принятием решения на применение различных видов оружия.

Наиболее важными метеорологическими параметрами, имеющими ключевое значение для обеспечения деятельности войск, являются:
- вертикальный профиль влажности атмосферы Земли;
- вертикальный профиль температуры атмосферы Земли;
- изображения облачного покрова и поверхности Земли;
- температура морской поверхности;
- направление и скорость ветра у поверхности Земли;
- влажность почвы.

Данные, характеризующие вертикальный профиль влажности и температуры атмосферы Земли, используются в существующих программах синоптического моделирования в ходе подготовки и ведения боевых действий на театре военных действий (ТВД), а также при оценке обстановки перед принятием решения на применение различных видов оружия. Измерение температуры морской поверхности, кроме того, необходимо при проведении военно-морскими силами противолодочных операций.

Изображения облачного покрова позволяют прогнозировать метеообстановку на ТВД в интересах планирования применения стратегической и тактической авиации, проведения и оценки результатов морских десантных и специальных операций, морских операций с участием авианосных ударных групп.

Знание направления и скорости ветра у поверхности Земли требуется для своевременного штормового оповещения, обеспечения безопасности морской навигации и воздушных полетов, для проведения специальных операций (например, с применением оружия массового поражения), поисково-спасательных операций на воде, высадки морского десанта, эффективного применения высокоточного оружия (ВТО).

Орбитальное построение системы DMSP

Измерения влажности почвы проводятся при планировании боевых операций с целью оценки проходимости местности для бронетанковой и автомобильной техники.

Соединенные Штаты Америки для метеорологического обеспечения вооруженных сил используют спутниковую систему DMSP (Defense Meteorological Satellite Program). Она предназначена для сбора в глобальном масштабе данных о параметрах атмосферы и поверхности Земли, околоземного космического пространства в интересах обеспечения деятельности ВС, различных правительственных организаций и служб.

Метеоданные, получаемые с помощью ИСЗ, позволяют решать следующие основные задачи:
- метеообеспечение подготовки и проведения операций командованиями ВС;
- планирование воздушно-космической разведки, в том числе с использованием беспилотных летательных аппаратов;
- эффективное боевое применение крылатых ракет морского и воздушного базирования и других видов ВТО;
- обеспечение безопасности полетов военной авиации и самолетов гражданских авиакомпаний на внутренних и международных авиалиниях;
- составление метеопрогнозов;
- своевременное тайфунное и штормовое предупреждение;
- прогнозирование состояния ледового покрова Земли;
- прогнозирование солнечной активности и состояния околоземного космического пространства;
- составления гидрологических и океанических прогнозов;
- оценки и прогнозирования сезонных и годовых климатических изменений.

Космические элементы системы DMSP

Спутник Дата запуска Высота апогея/перигея, км Наклонение, град МПВЭ*. ч Состояние
DMSP-14 11.03.97 872/836 98,9 4 Резервный
DMSP-15 12.12.99 859/836 98,7 2,6 Резервный
DMSP-16 18.10.03 877/844 98,7 4,2 Резервный
DMSP-17 04.11.06 880/844 98,8 6,2 Оперативный
DMSP-18 18.10.09 872/845 98,6 7,2 Оперативный
DMSP-19 03.04.14 867/847 98,8 6,6 Выведен из эксплуатации
*МПВЭ - местное время пересечения экватора в нисходящем узле.

Космический элемент системы DMSP включает пять ИСЗ: два оперативных (DMSP-17 и -18, 2006 и 2009 годов запуска) и три резервных (DMSP-14, -15 и -16,1997,1999 и 2003-й соответственно). Спутник DMSP-19, запущенный на орбиту в апреле 2014 года, в связи с неисправностью бортового оборудования в феврале 2016-го выведен из эксплуатации. Для его замены в марте 2016 года резервный аппарат DMSP-17 переведен в оперативный состав системы, а на конец 2016 - начало 2017-го был намечен запуск последнего ИСЗ такого типа - DMSP-20, который находится на хранении у компании-производителя "Локхид-Мартин".

Космические аппараты данного типа размещаются на полярных солнечно-синхронных орбитах со следующими параметрами: высота около 850 км, наклонение 99°, период обращения 102 мин. В течение суток они осуществляют обзор всей земной поверхности.

В состав радиоэлектронного оборудования ИСЗ входят различные датчики, которые позволяют получать изображения земной поверхности и облачного покрова в видимом и инфракрасном участках спектра с разрешением до 0,6 км, определять такие параметры, как значения вертикальных профилей температуры, скорость ветра, концентрация водяных паров в атмосфере, интенсивность выпадения дождевых осадков и процент влаги в поверхностном слое Земли, а также производить регистрацию параметров атмосферных и ионосферных излучений в ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма-участках спектра и измерять напряженность магнитного поля Земли.

В качестве основного прибора для метеонаблюдений на ИСЗ используется сканирующий радиометр типа OLS (Operational Linescan System). Он предназначен для круглосуточного получения изображений облачного покрова Земли в видимом и ближнем, а также в дальнем инфракрасном участках спектра в полосе обзора около 3 тыс. км с разрешением 0,56 и 2,78 км. Тип сканирования радиометра OLS синусоидальный, перпендикулярно вектору скорости ИСЗ.

Сканирующий спектрометр SSB/X-2 (Special Sensor B/gamma ray and X-ray sensor particle detector) обеспечивает регистрацию параметров рентгеновских и гамма-излучений в атмосфере Земли.
Комплект аппаратуры SSIES-2 (Special Sensor Ion/Electron Scintillator) предназначен для измерения плотности и энергии электронов и ионов, а также для регистрации значений параметров ионосферных плазменных образований. Он включает в себя детектор электронов (сферический зонд Ленгмюра), вынесенный на штанге длиной около 1 м, и три ионных датчика: анализатор с задерживающим потенциалом, смонтированный на той же штанге на 0,25 м ниже детектора электронов; сцинтилляционный счетчик ионов; электростатическую ловушку ионов для регистрации плазменных потоков.   

Метеорологическая аппаратура на ИСЗ системы DMSP

Спутник Состав полезной нагрузки
DMSP-14 Оптическая система линейного сканирования 0LS, радиометр SSM/T-1, спектрометр SSJ-4, прибор SSIES-2, магнитометр SSM, сканирующий спектрометр SSB/X-2
DMSP-15 OLS, SSM/T-1 и -2, SSJ-4, SSIES-2, SSM, пассивный СВЧ-радиометр SSM/I
DMSP-16 DMSP-17 DMSP-18 DMSP-19 OLS, SSJ-5, SSIES-3, SSM, сканирующий СВЧ-радиометр SSMIS, спектрограф SSUU, камера SSUSI

На пяти последних спутниках типа DMSP, включая планируемый к запуску DMSP-20, устанавливается усовершенствованный детектор электронов и плазменных потоков SSIES-3.

Спектрометры SSJ-4 и -5 (Special Sensor J - precipitation electron/proton spectrometer) предназначены для измерения потока и энергий ионов и электронов в ионосфере Земли. В комплект аппаратуры первого входят четыре электростатических спектрометра.

Семиканальный сканирующий СВЧ-радиометр SSM/T-1 (Special Sensor Microwave/Temperature Sounder) используется для определения вертикальных профилей температуры атмосферы Земли. Пятиканальный сканирующий СВЧ-радиометр SSM/T-2 (Special Sensor Microwave/Water Vapor Sounder, разработан на базе SSM/T-1) служит для определения вертикальных профилей концентрации водяных паров в атмосфере. Он функционирует в трех каналах околоспектральной полосы поглощения водяного пара (183,31 ГГц) и в двух -окна прозрачности атмосферы (91,65 и 150 ГГц).

Многоканальный сканирующий пассивный СВЧ-радиометр SSM/I (Special Sensor Microwave/Imager) обеспечивает раннюю идентификацию тропических штормов, измерение скорости ветра, позволяет определять интенсивность выпадения осадков, содержание влаги в атмосфере и на земной поверхности, а также границы ледяного покрова в приполярных районах и другие параметры.

Трехосевой индукционный магнитометр SSM (Special Sensor Magnetometer) предназначен для измерения напряженности магнитного поля. Прибор совместно с аппаратурой SSIES-2 и SSJ-4 осуществляет регистрацию тепловой и электронной плотности ионосферы в полярных широтах. С целью уменьшения влияния на точность измерений электромагнитных полей самого ИСЗ магнитометр SSM размещен на выносной штанге длиной 5 м.

24-канальный сканирующий СВЧ-радиометр SSMIS (Special Sensor Microwave Imager Sounder) применяется для определения атмосферного профиля температуры и водяных паров. При этом он обеспечивает выполнение функций трех СВЧ-радиометров: SSM/I, SSM/T-1 и Т-2. Радиометр позволяет определять интенсивность дождевых осадков с высокой точностью, скорость ветра, вертикальный профиль температуры атмосферы Земли. Аппарат осуществляет коническое сканирование с углом наклона луча относительно оси надира спутника 45° с сектором сканирования 144°.

Радиометр ультрафиолетового (УФ) участка спектра SSXJLI (Special Sensor Ultraviolet Limb Imager) предназначен для регистрации характеристик атмосферных и ионосферных излучений, а также для измерения плотности нейтральных и заряженных частиц и наблюдения лимба Земли на высоте от 48 до 750 км.

Сканирующий УФ-радиометр (0,08-0,15 мкм) SSUSI (Special Sensor Ultraviolet Scanning Imager) используется для наблюдения за ионосферой Земли, авроральными явлениями, а также для измерения профиля плотности электронов и границ слоя F ионосферы. Прибор обеспечивает возможность ведения фотометрического наблюдения за ночным свечением атмосферы и полярными сияниями. Он может функционировать как в фиксированном положении, так и в режиме сканирования. При этом сканирование осуществляется перпендикулярно направлению движения ИСЗ с помощью отклоняемого зеркала.

Передача метеорологической информации от ИСЗ ведется в реальном масштабе времени на наземные стационарные автоматизированные станции, размещенные в различных регионах мира, а также на корабельные и транспортабельные терминалы на ТВД. Время доведения данных до потребителя не превышает 30 мин. Контроль состояния аппаратуры спутников типа DMSP возложен на пункты слежения командно-измерительного комплекса ВВС США и станции национального управления по исследованию океанов и атмосферы NOAA.

Расчетный срок эксплуатации системы DMSP 2021-2022 годы. В целях ее замены министерство обороны США ведет работы по созданию системы следующего поколения WSF (Weather System Follow-on). В настоящее время она находится на этапе эскизного проектирования ИСЗ. Рассматриваются варианты размещения на спутниках новой системы аппаратуры трех типов: опто-электронной камеры видимого и инфракрасного спектра для определения степени облачности и температуры земной поверхности; СВЧ-радиометра для определения влажности и температурного профиля атмосферы; датчиков отслеживания изменений состояния околоземного космического пространства, способных повлиять на работу космических средств и систем связи. Запуск первого ИСЗ WSF-1 на низкую орбиту намечен на 2021 год.

Таким образом, министерство обороны США обладает современными космическими средствами метеорологического обеспечения вооруженных сил, которые позволяют с высокой точностью отслеживать и прогнозировать изменения метеообстановки в глобальном масштабе, а также оперативно информировать об этом органы военного управления и другие заинтересованные организации.

Зарубежное военное обозрение. 2017, №4 С. 63-67

Смотрите также
Категория: Общевойсковые вопросы | Добавил: pentagonus (22.05.2017) | Автор: Майор М. Космачёв
Просмотров: 2780 | Теги: космос, ИСЗ, метеорология, М. Космачёв, погода, DMSP | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar