Вахту несут «Метеоры»

Много лет непрерывно действует метеорблогическая космическая система «Метеор». За это время получен обширный материал, который позволяет изучать закономерности глобальных метеорологических образований, разработать новейшие методы передачи информации о состоянии атмосферы, расширить возможности использования входящих в эту систему космических аппаратов в интересах народного хозяйства.

С помощью «Метеоров», например, зарегистрированы тысячи циклонов, уточнено местоположение десятков тысяч атмосферных фронтов. С участием метеоспутников выбирались оптимальные маршруты для судов, бороздящих океанские воды. В результате удалось сэкономить в среднем 5—7 процентов ходового времени, что принесло значительный экономический эффект.

Метеоспутники позволили выяснить состояние льда и ледового покрова в Арктике и Антарктике в условиях полярного дня и полярной ночи. Это дало возможность значительно увеличить период навигации по Северному морскому пути. Сведения об облачности, передаваемые со спутников, важны для гражданского воздушного транспорта, особенно при полетах по межконтинентальным трассам.

В результате многолетней эксплуатации метеорологической системы были установлены неизвестные ранее особенности в распределении облачного покрова и в развитии атмосферных процессов. Так, до появления метеоспутников оставались невыясненными многие вопросы возникновения и эволюции тропических циклонов, места их зарождения и путей движения. Подобные сведения приобрели особое значение в связи с выходом морских судов нашей страны в те районы Мирового океана, где систематически возникают циклоны и тайфуны. Чтобы обеспечить безопасность и экономичность этих рейсов, требовалось глубоко изучить атмосферные процессы, например, в южном полушарии.

Анализ материалов, полученных со спутников системы «Метеор», позволил сотрудникам Гидрометцентра СССР установить три пункта возникновения циклонов в Индийском океане. Все они находятся вблизи острова Ява.

Информация с искусственных спутников Земли привела к ряду принципиально новых представлений об атмосфере и свойствах нашей планеты. Выяснилось, например, что атмосфера простирается не в пределах сотни километров, как считалось раньше, а на несколько тысяч километров от земной поверхности.

Успешно решена и проблема обработки сотен тысяч фотографий, которые одновременно передаются с нескольких спутников. С этой целью созданы наземный комплекс приема, обработки и распространения данных, пункты приема информации в разных районах страны.

Заложены основы для перехода на принципиально иные — численные — методы прогнозирования погоды. Постепенно они внедряются и в оперативную практику. Развитие этих методов предъявило новые требования к информации, получаемой от системы метеорологических спутников. Большое значение приобрели спутниковая информация в режиме непосредственной передачи, точные карты распределения температуры по земной поверхности и данные о распределении температур во всей толще атмосферы. На спутнике «Метеор», запущенном 17 апреля 1971 года, была испытана спектрометрическая аппаратура для определения вертикального профиля температуры в атмосфере. На «Метеоре», который вышел на орбиту 29 декабря 1971 года, испытывалась созданная советскими учеными и инженерами совершенная телевизионная аппаратура, работающая в режиме непосредственной передачи: изображения принимали наземные станции, оборудованные простой приемной аппаратурой и небольшой антенной. Через 5— 10 минут после пролета спутника на станции получают снимок облачного покрова и подстилающей поверхности площадью в несколько миллионов квадратных километров.

Метеорологам сейчас необходимо располагать метеоинформацией практически из всех районов земного шара. Причем она должна быть приурочена к синоптическим срокам — к моментам, когда во всем мире одновременно проводятся метеорологические измерения. Важно также, чтобы эта информация была однородной, а масштабы телевизионных изображений — одинаковыми. Эти требования можно обеспечить при стабилизации параметров орбит с помощью корректирующих двигателей, установленных на спутнике. Учитывая, что время работы спутников исчисляется годами, корректирующие двигательные установки должны иметь достаточный запас рабочего тела и допускать многократные включения.

Для значительного снижения запасов рабочего тела советские ученые разработали для таких спутников ионноплазменные электрореактивные двигатели. Они используют энергию Солнца и создают тягу за счет плазмы, разгоняемой в электромагнитных полях.

Космическая система «Метеор» непрерывно развивается. В ближайшие годы эти спутники будут дважды в сутки передавать комплексную метеорологическую информацию со всего земного шара, в будущем в метеорологическую систему войдут космические аппараты, расположенные на трех ярусах.

Первый ярус составят долговременные обитаемые орбитальные станции. Они обеспечат визуальные наблюдения геосферы и быстропротекающих метеорологических явлений, а также приливов, обвалов, пыльных и песчаных бурь, цунами, ураганов, землетрясений. Второй ярус — автоматические спутники типа «Метеор» на полярных или приполярных орбитах. Основное их назначение — поставлять информацию, необходимую для численных методов прогнозирования погоды в глобальном и локальных масштабах, обеспечивать наблюдение среднемасштабных и мелкомасштабных процессов в атмосфере. Наконец, третий ярус — метеорологические спутники на орбитах высотой до 36000 километров для непрерывного наблюдения динамических процессов в атмосфере Земли. Они дадут картину общей циркуляции атмосферы.

Суммируя информацию с космических аппаратов на всех трех ярусах, ученые смогут точнее предсказывать ход событий в атмосфере, что позволит ближе подойти к заветной цели — управлению погодой.

Спутники несут информацию, ценную не только для метеорологов. Телевизионные и инфракрасные снимки из космоса помогают изучению Земли в масштабах континентов и планеты в целом. В результате возникли новые научные направления — космическое землеведение, космическая геология, космическая геодезия. На повестку дня встало комплексное изучение Земли путем интерпретации космических изображений.

Одними из первых стали использовать телевизионные снимки геологи. Это вполне понятно. Они давно применяют для исследований аэрофотосъемку. Однако максимальная площадь земной поверхности, которую можно зафиксировать с самолета на одном снимке, составляет 1000—12000 квадратных километров. Между тем протяженность геологических структур: складчатых систем, впадин, разломов земной коры — измеряется сотнями и даже тысячами километров. Такие крупные геологические формации можно увидеть целиком только с космических высот. Оказалось, что телевизионные снимки со спутников «Метеор» обладают «рентгеноскопическими» свойствами — мелкие элементы ландшафта, леса, наносные породы не мешают видеть геологическое строение Земли.

Используя телевизионную информацию, ученые Всесоюзного аэрогеологического треста составили телефотосхему огромной территории — площадью около шести миллионов квадратных километров. Геологическое ее дешифрирование не только подтвердило новейшие результаты наземных и самолетных геологических исследований, но и изменило представления о тектоническом строении района, заставило по-иному представить их геологическую структуру. Снимки позволили, в частности, увидеть разломы, не выявленные наземными геологическими экспедициями. А такие разломы часто свидетельствуют о тех или иных полезных ископаемых, зоне повышенной сейсмичности.

Большие перспективы исследования природных ресурсов Земли откроет метеорологическая система будущего. Данные о вертикальном профиле температуры в атмосфере и на поверхности Земли необходимы для различных отраслей сельского хозяйства. Зондирование воздушной оболочки даст информацию о запасах влаги, телевизионные снимки в различных спектральных диапазонах, в том числе цветные, представят данные об урожайности, всхожести посевов, лесных и земельных запасах, пожарах. Для рыболовства большую ценность будут иметь сведения о границах и сплоченности ледовых полей, волнении и температуре моря. Подобная информация будет поступать систематически, оперативно, в большом объеме. Потому уже сейчас в различных отраслях народного хозяйства необходимо создавать специализированные организации, которые могли бы решать задачи комплексной обработки информации, передаваемой со спутника «Метеор».