Solar-Terrestrial PhysicsSolar-Terrestrial PhysicsСолнечно-земная физика / Solnechno-Zemnaya Fizika / Solar-Terrestrial Physics2712-96401687410.12737/szf-33201708Результаты исследованийResults of current researchРезультаты исследованийModernization of the Irkutsk Incoherent Scatter RadarМодернизация Иркутского радара некогерентного рассеянияКушнаревДмитрий СергеевичKushnarevDmitriy Sergeevichds_k@iszf.irk.ru
ЕвстифеевСергей ЕвгеньевичEvstifeevSergey Evgenyeviche-serg@iszf.irk.ruЗарудневВиктор ЕвгеньевичZarudnevViktor Evgenyevichzarudnev@iszf.irk.ruИнститут солнечно-земной физики СО РАНИркутскРоссияInstitute of Solar Terrestrial Physics SB RASIrkutskRussian FederationИнститут солнечно-земной физики СО РАНИркутскРоссияInstitute of Solar-Terrestrial Physics SB RASIrkutskRussian FederationИнститут солнечно-земной физики СО РАНИркутскРоссияInstitute of Solar Terrestrial Physics SB RASIrkutskRussian FederationИнститут солнечно-земной физики СО РАНИркутскРоссияInstitute of Solar Terrestrial Physics SB RASIrkutskRussian FederationИнститут солнечно-земной физики СО РАНИркутскРоссияInstitute of Solar Terrestrial Physics SB RASIrkutskRussian Federation338894https://naukaru.ru/en/nauka/article/16874/view
Представлены результаты модернизации управляющего и приемно-регистрирующего комплекса Иркутского радара некогерентного рассеяния. Работы были проведены в рамках выполнения и по результатам космических экспериментов «Плазма—Прогресс» и «Радар—Прогресс» с привлечением транспортных грузовых кораблей серии «Прогресс». В результате модернизации повысилась точность радиолокационных измерений низкоорбитальных космических аппаратов, например, при отношении сигнал/шум, равном 10, точность измерений дальности составляет 100–300 м, углов — 1–5 угл. мин.
We present the results of modernization of the Irkutsk Incoherent Scatter Radar’s control and acquisition system. The modernization was carried out using results of space experiments “Plasma—Progress” and “Radar—Progress” involving Progress cargo spacecraft. The modernization has improved the accuracy of radar measurements of low-orbit spacecraft. For example, with a signal-to-noise ratio equal to10, the accuracy of range and angle measurements is 100–300 m and 1–5 arc min.
радиолокацияИркутский радар некогерентного рассеяниякосмические эксперименты «Плазма-Прогресс» и «Радар-Прогресс»radarIrkutsk Incoherent Scatter Radar“Plasma-Progress” and “Radar-Progress” space experiments
ВВЕДЕНИЕОдна из основных задач космических экспериментов (КЭ) «Плазма—Прогресс» (2007–2009 гг.) [http://www.energia.ru/rus/iss//researches/geophis-13. html; Lebedev et al., 2008; Potekhin et al., 2009] и «Радар—Прогресс» (2010–2015 гг.) [http://knts.tsniimash. ru/ru/site/Experiment_q.aspx?idE=183; Хахинов и др., 2013] заключалась в проведении анализа влияния выхлопных струй бортовых жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) на радиооблик низкоорбитального космического аппарата (КА) путем сопоставления отражательных характеристик транспортных грузовых кораблей (ТГК) «Прогресс» при работающих и неработающих двигателях. Отличительной особенностью КЭ является слабое воздействие выхлопных газов (масса продуктов сгорания от 2 до 11 кг) на ионосферу.Измерения отражательных характеристик ТГК «Прогресс» проводились на Иркутском радаре некогерентного рассеяния (ИРНР) [Жеребцов и др., 2002; Лебедев и др., 2013]. За время проведения КЭ было выполнено несколько этапов модернизации управляющего и приемно-регистрирующего комплекса (УПРК) ИРНР с целью совершенствования методик получения и обработки координатных и отражательных характеристик КА.Сеансы КЭ проводились на этапе автономного полета ТГК серии «Прогресс» после отстыковки от МКС. Во время пролетов ТГК «Прогресс» в зоне ответственности ИРНР включались бортовые ЖРД. От сеанса к сеансу варьировали направление истечения выхлопной струи, направление освещенности факела ЖРД Солнцем и направление скорости струи относительно вектора магнитного поля Земли. Одновременно с параметрами создаваемых ионосферных возмущений регистрировались и фоновые невозмущенные значения параметров ионосферы на трассе зондирования.
Алсаткин С.С., Медведев А.В., Ратовский К.Г. Особенности поведения ионосферы вблизи максимума ионизации по данным Иркутского радара некогерентного рассеяния для низкой и умеренной солнечной активности // Солнечно-земная физика. 2015. Т. 1, № 3, С. 28-36.Alsatkin S.S., Medvedev A.V., Ratovsky K.G. Some peculiarities in the ionosphere dynamics near the ionization maximum from Irkutsk Incoherent Scatter Radar data for low and moderate solar activities. Solnechno-zemnaya fizika [Solar-Terr. Phys.]. 2015, vol. 1, no. 3, pp. 28-36. (In Russian). DOI: 10.12737/ 11450.Борисов Б.С., Габдуллин Ф.Ф., Гаркуша В.И. и др. Радиофизические характеристики плазменного окружения низкоорбитальных КА по данным космических экспериментов // Нелинейный мир. 2012. Т. 10, № 10. С. 700-709.Borisov B.S., Gabdullin F.F., Garkusha V.I., Korsun A.G., Kurshakov M.Yu., Strashinskiy V.A., Tverdokhlebova E.M., Khakhinov V.V. Radiophysical characteristics of low-orbit spacecraft plasma environment revealed by space experiments. Nelineinyi mir [Nonlinear World]. 2012, vol. 10, no. 10. pp. 700-709. (In Russian).Жеребцов Г.А., Заворин А.В., Медведев А.В. и др. Иркутский радар некогерентного рассеяния // Радиотехника и электроника. 2002. Т. 47, № 11. С. 1339-1345.Khakhinov V.V., Potekhin A.P., Lebedev V.P., Alsatkin S.S., Ratovsky K.G., Kushnarev D.S., Tverdokhlebova E.M., Kurshakov M.Yu., Manzheley A.I., Timofeeva N.I. Results of remote sounding of ionospheric disturbances in active space experiments “Radar-Progress”. Sovremennye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa [Modern problems of the Earth remote sounding from the space]. 2012, vol. 9, no. 3, pp. 199-208. (In Russian).Корсун А.Г., Куршаков М.Ю., Кушнарев Д.С. и др. Исследование влияния двигателей космических аппаратов на ионосферу // Научное обозрение. 2014. T. 8, № 2. С. 563-571.Khakhinov V.V., Potekhin A.P., Lebedev V.P., Kushnarev D.S., Alsatkin S.S. Some results of the active space experiments “Plasma-Progress” and “Radar-Progress”. Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo aerokosmicheskogo universiteta imeni akademika M.F. Reshetneva [Bulletin of M.F. Reshetnev Siberian State Aerospace University]. 2013, Special Iss. 5 (51), pp. 160-163. (In Russian).Лебедев В.П., Хахинов В.В., Кушнарев Д.С., Твердохлебова Е.М. Повышение эффективности радиолокационных измерений на Иркутском радаре некогерентного рассеяния // XXVIII Всероссийский симпозиум «Радиолокационное исследование природных сред»: Труды. СПб.: ВКА им. А.Ф. Можайского, 2013. Вып. 10, Т. 1. С. 324-331.Khakhinov V.V., Shpynev B.G., Lebedev V.P., Kushnarev D.S., Alsatkin S.S., Khabituev D.S. Radiosounding of ionospheric disturbances generated by exhaust streams of the transport spacecraft “Progress” engines. Proc. PIERS, Moscow, Russia. 2012. P. 1168-1171.Потехин А.П., Медведев А.В., Заворин А.В. и др. Развитие диагностических возможностей Иркутского радара некогерентного рассеяния // Космические исследования. 2008. Т. 46, № 4. С. 356-362.Korsun A.G., Kurshakov M.Yu., Kushnarev D.S., Lebedev V.P., Tverdokhlebova E.M., Khakhinov V.V., Ratovsky K.G. Investigation into effect of spacecraft engines on the ionosphere. Nauchnoe obozrenie [Scientific Review]. 2014, vol. 8, no. 2, pp. 563-571. (In Russian).Хахинов В.В., Потехин А.П., Лебедев В.П. и др. Результаты дистанционного зондирования ионосферных возмущений в активных космических экспериментах «Радар-Прогресс» // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9, № 3. С. 199-208.Lebedev V.P., Khakhinov V.V., Gabdullin F.F., Korsun A.G., Tverdokhlebova E.M., Laletina E.A., Manzhaley A.I. Studying the characteristics of the plasma environment at low-orbiting space vehicles by radar methods. Cosmonautics and Rocket Engineering. 2008, vol. 50 (1). pp. 51-60.Хахинов В.В., Потехин А.П., Лебедев В.П. и др. Некоторые результаты активных космических экспериментов «Плазма-Прогресс» и «Радар-Прогресс» // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. акад. М.Ф. Решетнева. 2013. Специальный выпуск 5 (51). С. 160-163.Lebedev V.P., Khakhinov V.V., Kushnarev D.S., Tverdokhlebova E.M. Improving the efficiency of radar measurements made with Irkutsk Incoherent Scatter Radar. XXVIII Vserossiiskogo simposiuma “Radiolokatsionnoe issledovanie prirodnykh sred”: Trudy [Proc. XXVIII National Symposium “Radar Study of Natural Environments”]. St. Petersburg, Russia. 2013, vol. 1, no. 10, pp. 324-331. (In Russian).Khakhinov V.V., Shpynev B.G., Lebedev V.P., et al. Radiosounding of ionospheric disturbances generated by exhaust streams of the transport spacecraft “Progress” engines // Proc. PIERS. Moscow, Russia. 2012. P. 1168-1171.Lebedev V., Khakhinov V., Potekhin A., Kushnarev D., Zarudnev V. Variations of the Transport Spacecraft “Progress” Radar Characteristics Connected with the Orbital Maneuvering Subsystem Run. Proc. XXX URSI General Assembly, HP2.16. Istanbul, Turkey. 2011.Lebedev V.P., Khakhinov V.V., Gabdullin F.F., et al. Studying the characteristics of the plasma environment at low-orbiting space vehicles by radar methods // Cosmonautics and Rocket Engineering. 2008. V. 50 (1). P. 51-60.Potekhin A.P., Khakhinov V.V., Medvedev A.V., Kushnarev D.S., Lebedev V.P., Shpynev B.G. Active space experiments with the use of the transport spacecraft “Progress” and Irkutsk IS Radar. Proc. PIERS. Moscow, Russia. August 18-21, 2009. Moscow, Russia. 2009. P. 217-221.Lebedev V., Khakhinov V., Potekhin A., et al. Variations of the transport spacecraft “Progress” radar characteristics connected with the orbital maneuvering subsystem run // Proc. XXX URSI General Assembly, HP2.16. Istanbul, Turkey, 2011.Potekhin A.P., Medvedev A.V., Zavorin A.V., Kushnarev D.S., Lebedev V.P., Shpynev B.G. Development of diagnostic capabilities of the Irkutsk incoherent scattering radar. Kosmicheskie issledovaniya [Cosmic Research]. 2008, vol. 46, no. 4, pp. 356-362. DOI: 10.1134/S0010952508040102.Potekhin A.P., Khakhinov V.V., Medvedev A.V., et al. Active space experiments with the use of the transport spacecraft “Progress” and Irkutsk IS Radar // Proc. PIERS-2009 “Progress in Electromagnetics Research Symposium”. Moscow, Russia, August 18-21, 2009. Moscow, Russia, 2009. P. 217-221.Shcherbakov A.A., Medvedev A.V., Kushnarev D.S., Tolstikov M.V., Alsatkin S.S. Calculation of meridional neutral winds in the middle latitudes from the Irkutsk incoherent scatter radar. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2015, vol. 120, no. 12, pp. 10851-10863. DOI: 10.1002/2015JA021678.Shcherbakov A.A., Medvedev A.V., Kushnarev D.S., et al. Calculation of meridional neutral winds in the middle latitudes from the Irkutsk Incoherent Scatter Radar // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2015. V. 120, N 12. P. 10851-10863. DOI: 10.1002/ 2015JA021678.Zherebtsov G.A., Zavorin A.V., Medvedev A.V., Nosov V.E., Potekhin A.P., Shpynev B.G. Irkutsk Incoherent Scatter Radar. Radiotekhnika i electronica [J. Communication Technology and Electronics]. 2002, vol. 47, no. 11, pp. 1339-1345. (In Russian).URL: http://www.energia.ru/rus/iss//researches/geophis-13.html (дата обращения 18 мая 2017 г.).URL: http://www.energia.ru/rus/iss//researches/geophis-13.html (accessed May 18, 2017).URL: http://knts.tsniimash.ru/ru/site/Experiment_q.aspx? idE=183 (дата обращения 18 мая 2017 г.).URL: http://knts.tsniimash.ru/ru/site/Experiment_q.aspx? idE=183 (accessed May 18, 2017).