За тем, что происходит в стратосфере и ионосфере, смотрят не только в России, но и во многих других странах — запускают метеозонды и ракеты, прощупывают верхние слои радио- и оптическими локаторами и многими другими хитроумными приборами. Но только в России, со слов первого заместителя генерального директора НПО «Тайфун» по научной работе Владимира Иванова, с недавних пор существует целая система наблюдений, состоящая из нескольких десятков станций, объединенных в восемь сетей. Ни в одной другой стране мира подобного нет.
Что интересно и важно, все приборы для станций разработаны и произведены в Обнинске, в НПО «Тайфун», программное обеспечение тоже свое. Все было создано в рекордные сроки, всего за семь лет. «Меня иногда спрашивают: а почему бы не купить готовые приборы за границей? — рассказывает Владимир Иванов. — Курс на импортозамещение мы взяли еще в 2008 году, чтобы не испытывать зависимости от иностранных поставщиков. Жизнь показала нашу правоту: после событий 2014 года внушительная часть международных связей оборвалась по политическим причинам».
Охотники за метеорами
Метеор — яркий след «падающей звезды». «Звезда» размером с маковое зернышко загорается где-то на высоте 100 км. Живет метеор недолго, как правило, меньше полсекунды. «Этого достаточно, чтобы отследить его движение нашими приборами и вычислить направление и скорость ветра на высотах 80-100 км», — говорит Владимир Иванов. Метеорная станция представляет собой антенное поле размером 70х70 м — на нем передающие и принимающие УКВ-устройства. Всего станций семь — в Обнинске, Кандалакше, Норильске, Тикси, Ангарске, Анадыре и на Камчатке.
…Нередко по ночам видно, как с аэрозольного корпуса НПО «Тайфун» в небо бьет зеленый луч. На самом деле, это ряд коротких импульсов лазера, но глаз воспринимает их как единый световой поток. Это работает обнинская лидарная станция — оптический локатор. Он измеряет профиль температуры воздуха на высотах от 30 до 70 км, фиксирует распределение озона и различных аэрозолей в стратосфере. Лидарных станций тоже семь — от Петербурга до Камчатки.
Лидар работает по ночам, потому что дневной свет ему мешает. Это не очень удобно, поэтому в НПО «Тайфун» сейчас заняты разработкой круглосуточного оптического локатора. «Еще мы хотим создать лидар, измеряющий скорость ветра на высотах до 60-70 км, — делится планами Владимир Иванов. — Тогда мы могли бы получать данные о ветре, от приземного слоя до 250-300 км, разными способами и «сшивать» их: сравнивать и уточнять».
Еще в «Тайфуне» создали сеть слежения за климатообразующими факторами — парниковыми газами и аэрозолями, это еще пять станций. Все газы и аэрозоли по-разному поглощают свет — зная это, можно точно вычислить содержание того или иного газа в атмосфере.
Плюс к этому еще шесть станций, измеряющих электрическое и магнитное поле планеты, они дополнены инфразвуковым комплексом. Такие станции нужны для фиксации опасных природных и техногенных явлений. Инфразвуковой комплекс (размер поля для размещения приборов 150х150 м) позволил точно установить, что 23 мая 2013 года над Обнинском пронесся не один смерч, а два. Инфразвуковые детекторы, например, позволяют узнать о тайфунах в Южной Атлантике (на расстоянии более 10 тыс. км!) и о подземных ядерных испытаниях в Северной Корее.
На высоте 300 км
Верхние слои атмосферы изучаются не только приборами, установленными на земле. Измерительную аппаратуру поднимают и непосредственно к объекту изучения — на ракетах. В России создали метеорологический ракетный комплекс МР-30 нового поколения. Ракета поднимается на высоту 300 км и способна нести до 150 кг научной аппаратуры. Приборы, разработанные в НПО «Тайфун», включаются на высоте 60 км и работают около 8 минут. За это время ракета достигает высшей точки и падает на землю.
Приборы измеряют концентрацию электронов и ионов, состав атмосферы, количество космической пыли, магнитные и электрические поля и несколько других параметров. «Ракеты не дублируют развернутые наземные сети, а существенно дополняют их, — комментирует Владимир Иванов. — К сожалению, после испытательных запусков метеоракеты мы не смогли перейти к регулярным — отсутствует финансирование. Один пуск, включая стоимость ракеты и бортового оборудования, обходится примерно в 35 млн руб.»
Вся информация о метеорах, парниковых газах, аэрозолях передается в обнинский очень мощный информационно-аналитический центр, где обработка данных происходит в автоматическом режиме.
Для чего?
Данные, получаемые при изучении верхних слоев атмосферы, помогают метеорологам давать более точные прогнозы погоды как на земле, так и в космосе. Космическая погода достаточно серьезно влияет на спутники. Информация о том, что происходит на больших высотах, нужна и для прогнозирования магнитных бурь, проходимости радиоволн. «Все это необходимо для благополучия человека», — объясняет Владимир Иванов.
За создание сетей наблюдения за верхними слоями атмосферы Владимир Николаевич Иванов был отмечен медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» I степени.
