Научная программа эксперимента "Маяк"

3. Научная программа эксперимента "Маяк"

Для мониторинга состояния ионосферы на конкретных протяженных трассах пересекающих сейсмоактивные регионы предполагается использовать метод спутниковой радиотомографии ионосферы. Для этого на борту спутника устанавливается радиопередатчик МАЯК для излучения двух когерентных частот в УКВ и СВЧ диапазонах. С 1957 г. когерентные передатчики "МАЯК" в различной модификации широко используются в отечественных и зарубежных спутниковых экспериментах (на низкоорбитальных КА, на геостационарных спутниках и на межпланетных космических аппаратах) Метод радиопросвечивания основан на том, что при распространении радиоволн в столкновительной анизотропной частично-ионизированной неоднородной плазме, каковой является ионосфера Земли, происходит взаимодействие радиоволн со средой распространения вследствие известных эффектов - рефракции, дисперсии, поглощения, рассеяния на флуктуациях электронной концентрации и др. Поэтому принимаемые на Земле радиоволны содержат в себе информацию о параметрах подспутниковой области, в т.ч. о ее регулярной, волновой и стохастической структуре.

Сечение приэкваториальной области ионосферы (север – слева), полученное на основе радиотомографической обработки данных радиомаяковых измерений на сети приемных пунктов (6 приемников) на частотах 150/400 МГц.

В итоге, высокоточные измерения пространственно-временного распределения (регулярной, волновой и стохастической) структуры электронной концентрации над регионами природных и техногенных аномалий и катастроф по данным трансионосферного спутникового зондирования (значения амплитуд и разности фаз радиосигналов когерентных частот, зарегистрированные в одном или нескольких наземных пунктах для конкретных пролетов ИСЗ) позволят проводить:

- выявление аномальных явлений и характерных признаков изменений в ионосфере, связанных с естественными и искусственными возмущениями ионосферы (вулканическая, сейсмическая, циклоническая и грозовая активность);

- глобальный мониторинг ионосферы для исследования структуры и динамики ионосферы с целью изучения физических процессов в ионосферной плазме и уточнения существующих моделей;

- апробацию радиотомографического метода обработки данных, который дает реконструкцию объемной структуры ионосферы над заданным регионом

Сочетание методов радиотомографии и затменного GPS позволит существенно повысить разрешение регистрируемых плазменных структур в ионосфере, как по высоте, так и вдоль земной поверхности (орбиты спутника).

3.1 Научные задачи

Передатчик 2-х частотный "Маяк" предназначен для радиотомографических измерений пространственно-временного распределения регулярной, волновой и стохастической структуры электронной концентрации над сейсмоактивными регионами по данным трансионосферного спутникового зондирования.

3.2 Состав бортовой аппаратуры

Передатчик 2-х частотный "Маяк" ( шифр ОКР- "RBE150/400МГц") состоит из передатчика и двух антенн, кабеля питания и кабеля интерфейса.

Передатчик обеспечивает формирование когерентного непрерывного сигнала на двух частотах: 400±1 МГц и 150±1 МГц

Антенны обеспечивают излучение радиомаяковых сигналов в надир.

Управление аппаратурой "Маяк" и прием телеметрической информации выполняется через синхронный, последовательный интерфейс со следующими параметрами:

Определены три команды управления: включение передатчика, выключение передатчика, передача данных о состоянии приборов. Передача на борт для приборов массивов рабочих программ и служебной информации не требуется.