Тема: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО СОЧЕТАНИЯ УГЛА НАКЛОНА КАМЕР И ПОЛЯ ЗРЕНИЯ ОРБИТАЛЬНЫХ ИМАДЖЕРОВ В КОСМИЧЕСКОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ ВЕКТОР-М

Физика околоземного пространства, в частности неблагоприятные изменения космической погоды, особенно в приполярных зонах, в настоящее время относится к числу важных, актуальных направлений в науке. Как известно, динамичные высыпания заряженных частиц над полярной шапкой и над приполярными областями вследствие активных процессов на Солнце, и их электродинамические свойства (явления) порождают неоднородности в ионосферной плазме. Это, в свою очередь, влияет на надежность работы как космических аппаратов (КА), так и различных систем связи, навигации и т.д. В случае с КА это может привести к искажению или пропаданию сигнала от навигационного спутника к приемнику на Земле при прохождении сигнала через возмущенную ионосферу, либо к торможению КА и возможному его падению. Поэтому необходим тщательный анализ состояний полярной ионосферы особенно в периоды возникновения суббурь и бурь.
Существует различные методики контролирования состояния
околоземной среды. Локальный контроль осуществляют оптические методы с поверхности Земли радиометоды. Оптические методы с орбиты КА уже дают обзор по пространству. Например, с орбиты КА Молния - глобально, но грубо, в лучшем случае разрешение изображений 50-100 км. С КА на низких полярных орбитах тоже локально, но разрешение сегодня можно достигнуть порядка 1x1 км. Т.о., необходимо выбрать оптимальный метод для решения поставленной задачи. В настоящее время перспективным направлением для изучения ионосферы стало использование малых КА, т.к. они гораздо дешевле, правда есть ограничение по устанавливаемому на них оборудованию.
Сегодня Томский государственный университет, ИКИ РАН и ЦАО Росгидромет готовят космический эксперимент, одной из задач которого является наблюдение и исследование полей полярной ионосферы на основе последовательной обработки данных изображений авроральных излучений, полученных формирователями изображений с орбит космических аппаратов, и наземные станции. Предварительно планируется запустить одновременно многообещающие космические аппараты «Метеор-МП» и «Зонд» (программа «Геофизика») на орбиты разной высоты для наблюдения за одними и теми же структурами авроральной ионосферы в северных и южных полярных широтах с помощью сканеров Летиция (с орбиты космического корабля Зонд) и Авровизор- ВИС/МП КА Метеор-МП). Для проведения этого космического эксперимента в ТГУ разрабатывается программное обеспечение «Вектор-М» [1].
Задачами ПО Вектор-М является прогнозирование ситуаций одновременного пересечения полей наблюдения каналов имаджеров (Летиция, Авровизор-ВИС/МП) с разных орбит двух КА при одновременном наблюдении эмиссий; обработка цифровых изображений авроральных эмиссий; вычисление сопутствующей геофизической, географической, астрономической
информацией для разных точек пространства; трассирование вдоль конкретных магнитных силовых линий (м.с.л.) проходящих сквозь авроральные изображения полученных на разных высотах наблюдения эмиссий аппаратурой Летиция и Авровизор-ВИС/МП.
Задачами данной бакалаврской работы является:
1) с помощью программного комплекса Вектор-М провести численный эксперимент. Эксперимент заключается в следующем. Необходимо проварьировать угл поля зрения орбитальных имаджеров от 30 до 60 градусов и угл наклона камер имаджера Летиция (на космическом аппарате Зонд), который направлен под углом от 30 до 60 градусов от строительной оси космического аппарата (-Z) в направление в сторону Земли, и камеры имаджера Авровизор-ВИС/МП. Провести расчеты на один календарный год и определить наилучшию комбинацию углов;
2) автоматизация многократных рассчетов ПО «Вектор-М» с подготовкой пакета входящих данных, обработка выходящих данных, используя язык Python.
Целью работы является определить оптимальную комбинацию, состоящую из угла наклона камер и угла поля зрения орбитальных имаджеров обеспечивающую максимальное количество пересечений областей видимости приборов с КА Метеор-МП и Зонд находящихся на теневой стороне орбиты приполярных зон в течение одного календарного года.

Купить

В данной работе мы с помощью программного комплекса Вектор-М провели численный эксперимент. Мы проварьировали угл поля зрения орбитальных имаджеров и угл наклона камер имаджеров Летиция, и Авровизор- ВИС/МП. Провели расчеты на один календарный год и определили наилучшую комбинацию углов. Проанализировав данные, мы выяснили, что наибольшее количество пересечений в полярных зонах на теневых участках орбиты в течение одно года, возникает при W = 58 и Ф = 60 градусов. Так же мы написали скрипт, позволяющий в пару кликов произвести нужное количество космических экспериментов, получить с каждого результаты, и произвести их анализ для дальнейшей работы.
Купить