Фрязино, г. Москва и Московская область, Россия
УДК 681 Точная механика
В статье рассматриваются научные и технические проблемы, связанные с расширением функциональных возможностей геостационарного детектора молний, который в настоящее время используется для метеорологического мониторинга. Проведен совместный анализ технических параметров детектора и результатов исследования резонанса Шумана. Выдвинута гипотеза о существовании пульсаций во временных зависимостях мощности оптического излучения молниевой активности на частотах, соответствующих резонансу Шумана. Обоснована возможность использования геостационарного детектора молний для исследования плазменных явлений. Показана целесообразность комплектации детектора акустооптическим фильтром и фотокамерой, имеющей функции переключения параметров разрешение/быстродействие, для эффективного использования этого дорогостоящего научного прибора в метеорологических и плазменных исследованиях.
геостационарный детектор молний, резонанс Шумана, акустооптический фильтр, высокоскоростная съемка
1. Волошинов В.Б., Москера Х.С. Широкоапертурное акустооптическое взаимодействие в двулучепреломляющих кристаллах. Оптика и спектроскопия. 2006. Т. 101, № 4. C. 675.
2. Гектин Ю.М. Перспективные оптические системы космических систем ДЗЗ на базе МКА. Цифровая трансформация космического приборостроения. 2019. С. 227-239. Королев: АО ЦНИИмаш, 2019. 397 с.
3. Епихин В.М., Кияченко Ю.Ф., Мазур М.М. и др. Акустооптические спектрометры изображения видимого и ближнего ИК-диапазонов. Физические основы приборостроения. 2013. Т. 2, № 4. С. 116-125.
4. Жеребцов Г.А. Комплекс гелиогеофизических инструментов нового поколения. Солнечно-земная физика. 2020. Т. 6, № 2. С. 6-18. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-6220201.
5. Квитка В.Е. Программно-аппаратный комплекс детектора молний космического базирования. Дисс. на соискание ученой степени кандидата технических наук. 2020.
6. Квитка В.Е., Корх А.В. Создание детектора молний для международной космической станции. Вестник РГРТУ. 2018. № 66-1 C. 42-49. DOI:https://doi.org/10.21667/1995-4565-2018-66-4-1-42-49.
7. Квитка В.Е., Дюльдин Р.С., Клюшников М.В., Прасолов В.О. Геостационарный детектор молний. 17-я Всероссийская открытая конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»: Труды. Москва, ИКИ РАН. 2019. С. 140.
8. Манцевич С.Н., Купрейчик М.И., Балакший В.И. Анализ характеристик широкоугольных акустооптических фильтров на основе кристалла парателлурита. XXII Международная научная конференция «Волновая электроника и инфокоммуникационные системы»: Труды. СПб.: ГУАП, 2020. Ч. 1. С. 53.
9. Романов А.А., Тюлин А.Е. Шестой технологический уклад в космическом приборостроении. Ракетно-косми-ческое приборостроение и информационные системы. 2017. № 4. С. 64-82. DOI:https://doi.org/10.17238/issn2409-0239.2017.4.64.
10. Филатов А.Л. Экспериментальное исследование многополосной акустооптической фильтрации при декодировании спектрально-кодированных сигналов в некогерентных системах OCDMA. Письма в ЖТФ. 2021. Т. 47, вып. 1. C. 20-22 DOI:https://doi.org/10.21883/PJTF.2021.01.50452.18432.
11. Филатов А.Л., Яременко Н.Г., Карачевцева М.В. Сравнение характеристик интерференционного и акустооптического фильтров в монохромном детекторе молний космического базирования. 18-я Всероссийская открытая конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»: Труды. Москва, ИКИ РАН. 2020. С. 128.
12. Bruning E.C., Tillier C.E., Edgington S.F., et al. Meteorological Imagery for the Geostationary Lightning Mapper. J. Geophys. Res.: Atmos. 2019. Vol. 124, iss. 24. P. 14285-14309. DOI:https://doi.org/10.1029/2019JD030874.
13. Chang I.C. Noncollinear acousto-optic filer with large angular aperture. Applied Technology. Appl. Phys. Lett. 1974. Vol. 25. P. 370. DOI:https://doi.org/10.1063/1.1655512.
14. Chowdhuri P., Anderson J.G., Chisholm W.A., et al. Parameters of lightning strokes: A review. IEEE Trans. Power Del. 2005. Vol. 20, no. 1. P. 346-358.
15. Fernando S, Pfaff R., Freudenreich H. Satellite observations of Schumann resonances in the Earth’s ionosphere. Geophys. Res. Lett. 2011. Vol. 38, L22101. DOI:https://doi.org/10.1029/2011GL049668.
16. Füllekrug M., Constable S. Global triangulation of intense lightning discharges. Geophys. Res. Lett. 2000. Vol. 27. P. 333.
17. Glenar D.A., Hillman J.J., Saiff B., Bergstralh J. Acouto-optic imaging spectropolarimery for remote sensing. Appl. Optics. 1994. Vol. 33. P. 7412-7424.
18. Goodman S.J., Blakeslee R.J., Koshak W.J., et al. The GOES-R Geostationary Lightning Mapper (GLM). Atmos. Res. 2013. Vol. 125-126. P. 34-49. DOI:https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2013.01.006.
19. Holzworth R.H., Brundell J.B., McCarthy M.P., et al. Lightning in the Arctic. Geophys. Res. Lett. 2021. Vol. 48, iss.7, e2020GL091366. DOI:https://doi.org/10.1029/2020GL091366.
20. Korablev O.I., Trokhimovskiy A.Yu., Kalinnikov Yu.K. AOTF spectrometers in space missions and their imaging capabilities. Proc. International Conference on Space Optics - ICSO 2016. 2016. Vol. 10562, 105621M. DOI:https://doi.org/10.1117/12.2296244.
21. Kozun M.N., Bourassa A.E., Degenstein D.A., Loewen P.R. A multi-spectral polarimetric imager for atmospheric profiling of aerosol and thin cloud: Prototype design and sub-orbital performance. Rev. Sci. Instruments. 2020. Vol. 91, 103106. DOI:https://doi.org/10.1063/5.0016129.
22. Molchanov V.Y., Anikin S.P., Chizhikov S.I., et al. Acousto-optical imaging spectropolarimetric devices: new opportunities and developments Conference “Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy”. V At: Montréal, Quebec, Canada. 2014. Vol. SPIE 9147. DOI:https://doi.org/10.1117/12.2055150.
23. Perchik A.V. Spectral imaging AOTF spectrometer for world ocean observation. Proc. SPIE 8888 “Remote Sensing of the Ocean, Sea Ice, Coastal Waters, and Large Water Regions”. 2013, 88880P. DOI:https://doi.org/10.1117/12.2029173.
24. Prácser E., Bozóki T. On the reliability of the inversion aimed to reconstruct global lightning activity based on Schumann resonance measurements. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2022. Vol. 235, 105892. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2022.105892.
25. Pustovoit V.I., Pozhar V.E. Acousto-optical spectrometers for Earth Remote sensing. Earth Observing Systems IV. Proc. SPIE. 1999. Vol. SPIE 3750. P. 243-249.
26. Schlegel K., Füllekrug M. 50 Years of Schumann Resonance. Physik in unserer Zeit. 2002. Vol. 33, no. 6. P. 256-261.
27. Schumann W.O. Uber die strahlungslosen Eigenschwingungen einer leitenden Kugel, die von einer Luftschichtund einer Ionospharenhulle umgeben ist. Z. Naturforsch A. 1952. Vol. 7, no. 2. P. 149.
28. Sentman D.D., Schumann Resonances. Handbook of Atmospheric Electrodynamics.Vol. 1. CRC Press, Boca Raton, USA, 1995. P. 267.
29. Yushkova K.B., Anikina S.P., Chizhikova S.I., et al. Recent advances in acousto-optic instrumentation for astronomy. Acta Physica Polonica A. 2015. No. 1. P. 81-83. DOI: 10.12693/ APhysPolA.127.81.
30. URL: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/flashy-first-images-arrive-from-noaa-s-goes-16-lightning-mapper (дата обращения 27 апреля 2022 г.).
31. URL: https://www.youtube.com/watch?v=DIYtIg0Q89k (дата обращения 27 апреля 2022 г.).
32. URL: https://evercam.ru/produktsiya/8/942 (дата обращения 27 апреля 2022 г.).
