ВВЕДЕНИЕ
Космический эксперимент (КЭ) «Радар-Прогресс» направлен на изучение влияния работы двигательных установок и выбросов топлива из космических аппаратов на верхние слои атмосферы и ионосферу Земли [Хахинов и др., 2012, 2013]. Для регистрации изменений в этих средах были задействованы как активные радиоизмерительные средства ИСЗФ СО РАН (Иркутский радар некогерентного рассеяния) [Лебедев и др., 2008; Potekhin et al., 2009], так и пассивные радио- и оптические измерительные средства, что позволило в дальнейшем провести комплексный анализ полученной научной информации.
Низкая орбита ТГК (300-400 км над поверхностью Земли) существенно ограничивает время его наблюдения на оптическом телескопе. Продолжительность пролета космического аппарата (КА) в зоне обзора наблюдательного пункта составляет всего несколько минут, при этом большинство пролетов в течение ночи происходит таким образом, что объект полностью находится в тени Земли и, следовательно, невидим. Наблюдения возможны только в короткий период сумерек, когда Солнце в точке наблюдения уже находится под горизонтом, но еще освещает пролетающий над обсерваторией на низкой орбите КА. В случае ТГК таким условиям соответствовали один-два витка в сутки. Во многих сеансах КЭ «Радар-Прогресс» моменты включения двигателей ТГК специально планировались таким образом, чтобы обеспечить возможность его наблюдения в это время на оптическом телескопе. Для обеспечения наилучшей видимости важно также, чтобы ТГК в этот момент был виден из наблюдательного пункта достаточно высоко над горизонтом (в идеале - в районе зенита).
Кроме того, большая видимая скорость движения КА по небу (1.5 °/с на минимальной дистанции сближения) существенно затрудняет его качественное сопровождение и удержание в поле зрения оптического телескопа, точнее, оптоэлектронной системы. Это предъявляет повышенные требования к механике телескопа, конструкции его приводов, применяемым алгоритмам управления и становится особенно важным, если поле зрения составляет всего несколько угловых минут.
Оптические наблюдения, проводимые во время КЭ «Радар-Прогресс», носят как вспомогательный, так и самостоятельный исследовательский характер. Полученные в процессе наблюдений данные позволяют контролировать и восстанавливать (в том случае, если они неизвестны) геометрические параметры эксперимента и его временной ход, измерять параметры выбрасываемой струи при работе двигателя, исследовать ее динамику и взаимодействие с окружающей средой.
Угловое разрешение (детализация) получаемых изображений ограничивалось такими факторами, как разрешение применяемой оптоэлектронной системы, атмосферное качество (сиинг) в момент наблюдений, а также размазывание изображения вследствие неидеального сопровождения. Угловой размер самого ТГК на минимальной дальности сближения 300 км равен 5 угл. сек, что ненамного превышает типичное качество атмосферы в Саянской обсерватории (2 угл. сек). Таким образом, даже в отсутствие других мешающих факторов, без применения устройств адаптивной оптики невозможно увидеть детали изображения самого ТГК, поэтому такая задача не ставилась. Основное внимание уделялось получению изображений факела двигателя и топливных струй, которые имеют характерные размеры, много превышающие размеры самого ТГК.
