Русская Википедия:Second Generation GLobal Imager

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Файл:GCOM-C1.jpg
Официальный патч миссии «Сикисай», несущей на борту комплект приборов SGLI

Second Generation GLobal Imager (SGLI; Шаблон:Tr-en) — комплект оптических многоканальных радиометрических приборов, являющихся единственным научным инструментом японского метеорологического спутника «Сикисай». Инструмент создавался в рамках реализации проекта Global Change Observation Mission, реализуемого Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA), и предназначен для наблюдения за изменениями оптических показателей атмосферы Земли, океанов, растительного и ледового покрова в течение длительного промежутка времениШаблон:Sfn. Первый комплект приборов SGLI был запущен в космос 23 декабря 2017 года в рамках миссии GCOM-C1 («Сикисай»). Планируется запуск второго и третьего комплекта аппаратуры в рамках миссий GCOM-C2 и GCOM-C3 в 2021 и 2025 годах[1].

История создания

Работы над инструментом SGLI проводились в рамках проекта GCOM (Шаблон:Lang-en). Инструмент проектировался с целью использования на серии космических аппаратов GCOM-C, первый из которых получил имя «Сикисай» («Shikisai», Шаблон:Lang-ja) или GCOM-C1. Эскизное проектирование SGLI началось в июне 2009 года. Финансирование программы GCOM-C1 было одобрено Комиссией по космической деятельности Японии в декабре 2009 года. В марте 2010 года после успешной защиты проекта началось производство SGLI. В декабре 2013 года проект программы GCOM-C1 прошёл этап критической защиты (Шаблон:Lang-en), после чего началось производство космического аппарата. 23 декабря 2017 года «Сикисай» был успешно выведен на орбиту и начался трёхмесячный этап ввода в встрой систем космического аппарата и полезной нагрузки. 12 января 2018 года JAXA опубликовала первые фотографии, сделанные приборами инструмента SGLI. На них были изображены район Канто (Япония) (снимок сделан в 10:30 JST 6 января 2018 года), устье Ганга (снимок сделан в 11:40 JST 3 января 2018 года) и Охотское море, Сахалин и Японский архипелаг (снимок сделан в 10:20 JST 6 января 2018 года)Шаблон:Sfn[2].

Инструмент SGLI является дальнейшим развитием инструмента GLobal Imager (GLI), который успешно работал на японском спутнике «Мидори-2» с 14 декабря 2002 по 24 октября 2003 года. Спутник вышел из строя, но инструмент GLI зарекомендовал себя с лучшей стороны[3]. Ключевое отличие SGLI от GLI состоит в том, что более старый инструмент работал с шестью каналами, а более поздний с одиннадцатью, при одинаковом разрешении 250 м.

Состав и функционирование

Файл:SGLI.jpg
Прибор SGLI во время испытаний

Основным разработчиком и изготовителем SGLI являлась японская компания NEC TOSHIBA Space Systems Ltd. Инфракрасные детекторы были изготовлены французской компанией SofradirШаблон:Sfn.

SGLI состоит из двух приборов: Шаблон:Lang-en (VNR) и Шаблон:Lang-en (IRS). Радиометр VNR измеряет неполяризованное излучение в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне в 11 каналах (от 0,38 до 865,5 мкм) и поляризованное излучение в двух каналах (673,5 и 868,5 нм). Инфракрасный сканер IRS измеряет ближнее инфракрасное излучение в четырёх каналах (1,05, 1,38, 1,63 и 2,21 мкм) и среднее ИК-излучение (10,8 и 12,0 мкм)Шаблон:Sfn.

Каналы наблюдения SGLI
приборы канал длина волны разрешение объекты наблюдения
VNRШаблон:Ref+ канал
не поляризованного
излучения 		VN1 380 нм 250 м аэрозоли, состояние атмосферы, цвет океана, снега и льда
VN2 412 нм растительный покров, аэрозоли, состояние атмосферы, океанические взвеси, снег и лёд
VN3 443 нм растительный покров, аэрозоли, океанические взвеси, снег и лёд
VN4 490 нм цвет океана (хлорофилл-содержащие водоросли и взвеси)
VN5 530 нм растительный покров, цвет океана (хлорофилл-содержащие водоросли)
VN6 565 нм цвет океана (хлорофилл-содержащие водоросли, взвешенные вещества, красящие органические вещества)
VN7 673,5 нм растительный покров, аэрозоли, состояние атмосферы, цвет океана
VN8 673,5 нм
VN9 763 нм 1000 м толщина и геометрия облачного покрова
VN10 868,5 нм 250 м растительный покров, аэрозоли, состояние атмосферы, цвет океана, снега и льда
VN11 868,5 нм
канал
поляризованного
излучения 		P1 673,5 нм 1000 м растительный покров, аэрозоли, состояние атмосферы, цвет океана, снега и льда
P2 868,5 нм растительный покров, аэрозоли, состояние атмосферы, цвет океана, снега и льда
IRSШаблон:Ref+ SWIRШаблон:Ref+ SW1 1050 нм 1000 м толщина и геометрия облачного покрова, размер частиц
SW2 1380 нм облака над ледовым и снежным покровом
SW3 1630 нм 250 м
SW4 2210 нм 1000 м толщина и геометрия облачного покрова, размер частиц

TIRШаблон:Ref+ 		T1 10,8 мкм 250 м температура поверхности Земли, океана, снега и льда, обнаружение пожаров и изменения водной растительности
T2 12,0 мкм

Visible and Near Infrared Radiometer

Шаблон:Внешние медиафайлы

Файл:Reflection Polarizer2.jpg
Различие изображения без учёта поляризации (слева) и с учётом поляризации (справа)

Радиометр Шаблон:Lang-en (VNR, VNIR) имеет размеры 1,3 м на 1,7 м, вес 290 кг и максимальную потребляемую мощность 400 Вт[4]. VNR позволяет получать информацию по одиннадцати неполяризованным каналам (NP) и трём поляризованным (PL). NP-каналы объединены в три телескопа рефрактора с фокусным расстоянием 24 см. Телескопы расположены поперёк движения спутника для обеспечения угла обзора 70°. Такой широкий угол позволяет охватывать на поверхности Земли полосу шириной Шаблон:Число км. В каждом телескопе изображение проецируется на 12-битную 11-канальную ПЗС-матрицу. Разделение изображения для каждого из каналов обеспечивается полосовыми фильтрами. Разрешение системы составляет 250 мШаблон:SfnШаблон:Sfn. Каждый из NP-детекторов сделан на основе 2000-пиксельной ПЗС-матрицы[4].

Три поляризационных канала работают с углами поляризации 0°, 60° и 120°. Для наблюдения за аэрозолями в атмосфере Земли телескопы поляризационных каналов могут отклоняться на ±45° вокруг оси Y ориентации орбитальной платформы. Наблюдаемый угол рассеивания отражённого аэрозолями излучения рассчитывается исходя из положения спутника на орбите, положения Солнца относительно Земли и угла наблюденияШаблон:Sfn. Каждый из PL-детекторов сделан на основе 1000-пиксельной ПЗС-матрицы[4].

Для поддержания стабильного уровня получаемых данных прибор VNR регулярно проводит калибровку оборудования. Для этого используется спектралоновый диффузор солнечного света и бортовой светодиодный эталонный источник света. Кроме этого раз в 29 дней проводится манёвр спутника для калибровки прибора по ЛунеШаблон:Sfn.

Infrared Scanner

Файл:Nadir Viewing Geometry-ru.svg
Иллюстрация надирной ориентации прибора относительно поверхности Земли

При реализации прибора Шаблон:Lang-en (IRS) была использована схема Шаблон:Lang-en — небольшое количество детекторов и сканирующее зеркало, передающее излучение на детекторную матрицу. Детекторы инфракрасного излучения были изготовлены компанией Sofradir на основе HgCdTe-матрицыШаблон:Sfn.

Инфракрасный сканер работает в четырёх каналах SWIR и двух каналах TIRШаблон:Sfn:

Канал Длина волны λ Δλ Разрешение
SWIR1 1,05 мкм 0.02 мкм 1000 м
SWIR2 1,38 мкм 0.02 мкм 1000 м
SWIR3 1,63 мкм 0.2 мкм 250 м
SWIR4 2,21 мкм 0,05 мкм 1000 м
TIR1 10.8 мкм 0,74 мкм 500 м
TIR2 12,0 мкм 0,74 мкм 500 м
Файл:Diagram Reflector RitcheyChretien-ru.svg
Схема телескопа прибора IRS

Вектор наблюдения прибора направлен в надир относительно ориентации спутника. Зеркало прибора колеблется в диапазоне ± 45° с частотой 81 колебание в минуту. Это обеспечивает угол обзора прибора 80°, что даёт ширину обзора на поверхности Земли 1400 км. В каждом цикле сканирования существует этап сканирования калибратора состоящего из чёрного тела, рассеивателя солнечного излучения и внутреннего источника света. Подобное решение повышает точность детекторов. Излучение фокусируется на фокальную плоскость телескопом созданный по схеме Ричи — КретьенаШаблон:Sfn. Апертура телескопа 170 мм, фокусное расстояние 448 мм, диафрагма F/2.64[5].

Во всех четырёх каналах SWIR используются детекторы на основе InGaAsШаблон:Ref+-матрицы, охлаждённых до −30 °C элементами Пельтье. Для каналов TIR используются HgCdTeШаблон:Ref+-матрица, охлаждённая до −218 °C с помощью холодильника работающего по циклу СтирлингаШаблон:Sfn. Одним из важных условий штатного функционирования IRS является калибровка прибора. Калибратор для каналов SWIR состоит из солнечного рассеивателя, светодиодного и галогенового источников света, а также «чёрного тела». Рассеиватель изготовлен из спектралонаШаблон:Sfn. В положении TIR-«калибровка» отслеживается температура чёрного тела с коэффициентом поглощения 0,98 и температура открытого космоса. В положении SWIR-«калибровка» отслеживаются показатели рассеянного солнечного излучения, излучение светодиодного и галогенового источников излучения, а также температура открытого космоса. Эти калибровки проводятся еженедельно. Раз в 29 дней проводится калибровка по Луне и раз в год по Солнцу. Для этих калибровок космический аппарат «Сикисай» разворачивается соответствующим образом, для чего имеет на борту 135 килограммов топлива[6].

Зеркало прибора, весом 1,1 кг, изготовлено из алюминия и имеет восьмигранную форму. Отражающая поверхность имеет коэффициент отражения более 84 % и коэффициент поляризации менее 1,4 %[5].

Габариты прибора IRS 0,6 на 1,4 м[4], вес 193 кг и максимальная потребляемая мощность 400 Вт[5].

Комментарии

Шаблон:Примечания

Примечания

Шаблон:Примечания

Ссылки

Литература

Шаблон:Добротная статья

Партнерские ресурсы
Криптовалюты
Магазины
Хостинг
Разное

  1. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок CEOS не указан текст
  2. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок gcom_c не указан текст
  3. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Herbert J. Kramer, ADEOS-II не указан текст
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок spacef не указан текст
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Kazuhiro не указан текст
  6. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Kaz не указан текст
Источник — http://wikihandbk.com/ruwiki/index.php?title=Русская_Википедия:Second_Generation_GLobal_Imager&oldid=8803370