Прибор Озонометр-ТМ для космических аппаратов «Ионосфера-М»

В настоящее время в рамках проекта «Ионозонд-2025» создан прибор Озонометр-ТМ для мониторинга озоносферы Земли. Прибор входит в состав комплекса целевой аппаратуры космических аппаратов «Ионосфера-М» №№ 3 и 4, запуск которых должен состояться в 2025 году.

Задачей прибора является мониторинг общего содержания озона на основе надирных спутниковых измерений отраженного и рассеянного света. Прибор представляет собой спектрометр УФ-видимого диапазона [1], работающий в интервале длин волн 300 – 500 нм со спектральной выборкой 0,1 нм и разрешением 0,3 – 0,4 нм. Спектральный диапазон прибора позволяет осуществлять мониторинг не только озона, но и других газов, например диоксида азота, в атмосфере Земли.

В процессе создания спектрометра были изготовлены несколько прототипов и проведено несколько серий наземных измерений. Получены оценки общего содержания озона, результаты сопоставлены с данными ближайших независимых измерений спутниковой аппаратурой [2]. К настоящему моменту прибор прошёл полный цикл наземных испытаний; два лётных образца готовы к запуску. Помимо спектральной, для лётных образцов прибора была проведена абсолютная радиометрическая калибровка с помощью эталона спектральной плотности энергетической яркости.

Кроме того, на космический аппарат «Зонд-М» предполагается установка «расширенной» модификации спектрометра, получившая название Озонометр-З. Этот вариант прибора представляет собой спектрометр со сверхшироким полем зрения (100 градусов). Он также отличается более высокой по сравнению с Озонометром-ТМ светосилой. Озонометр-З состоит из двух каналов: УФ-канала (300 – 400 нм) и ВИЗ-канала (400 – 800 нм). В отличие от Озонометра-ТМ, обладающего точечным полем зрения, Озонометр-З представляет собой видеоспектрометр, имеющий около 200 разрешимых элементов поперёк траектории движения космического аппарата [3]. Соответственно, вместо линейного детектора, используемого в Озонометре-ТМ, в Озонометре-З предполагается установка ПЗС- или КМОП-матрицы. Расчётное спектральное разрешение составляет 0,3 нм в УФ-канале и 0,5 нм в ВИЗ-канале. К настоящему моменту разработана оптическая схема обоих каналов прибора Озонометр-З.

Литература

1. Dobrolenskiy Y.S., Ionov D.V., Korablev O.I., Fedorova A.A., Zherebtsov E.A., Shatalov A.E., Mantsevich S.N., Belyaev D.A., Vyazovetskiy N.A., Moiseev P.P., Tchikov K.N., Krasavtsev V.M., Savushkin A.V., Rumyantsev D.M., Kananykhin I.V., Viktorov A.I.,  Kozyura A.V., Moryakin S.A., Poberovskii A.V. Development ofa space-bornespectrometer tomonitor atmospheric ozone// Applied Optics, 2015, v. 54, № 11, pp. 3315 – 3322.
2. Доброленский Ю.С., Ионов Д.В., Кораблёв О.И., Фёдорова А.А., Жеребцов Е.А., Шаталов А.Е., Поберовский А.В. Наземные полевые измерения и калибровки нового спутникового спектрометра для мониторинга озонового слоя земли // Исследование Земли из космоса, 2017, №5, стр. 82 – 92.
3. Доброленский Ю.С., Дзюбан И.А., Иванов Ю.С., Синявский И.И., Ионов Д.В., Поберовский А.В., Кораблёв О.И., Фёдорова А.А., Вязоветский Н.А. Оптическая система перспективного видеоспектрометра для картирования озона и других газов в атмосфере Земли. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2018, т. 15, № 1, стр. 75 – 85.