Погодный спутник готовится к фиксации молнии
AstroNews.ru - 20 Апреля 2022 18:10:11
В качестве одного из последних этапов, перед запуском в конце года, первый метеорологический спутник Meteosat третьего поколения оснащается прибором Lightning Imager. С геостационарной орбиты, расположенной на высоте 36 000 км над поверхностью Земли, этот современный европейский прибор будет непрерывно отслеживать молнии на более чем 80% земного диска для раннего предупреждения об опасных бурях. Примечательно, что он способен получать изображения относительно слабых молний при полном солнечном свете.
После первого и второго поколений спутников, спутник Meteosat третьего поколения (MTG) будет предоставлять важные данные для прогнозирования погоды с геостационарной орбиты в течение следующих двух десятилетий. Миссия MTG включает в себя два типа спутников: четыре MTG-Imagers и два MTG-Sounders.
Первый MTG-I, MTG-I1, должен подняться в воздух в конце года, сейчас полным ходом идет подготовка этого нового спутника к отправке на космодром Европы во Французской Гвиане.
MTG-I1 уже оснащен одним из своих приборов, который будет передавать полное изображение Земли каждые 10 минут для мониторинга и прогнозирования погоды. Он также может увеличивать изображение отдельных регионов каждые 2,5 минуты.
Теперь настало время оснастить MTG-I1 другим основным инструментом - Lightning Imager.
Молнии, которые могут двигаться из облака в облако или из облака на землю, являются верным признаком турбулентности в атмосфере и могут быть использованы в метеорологическом моделировании как ранний индикатор развития суровых погодных явлений. Чем раньше они будут обнаружены, тем лучше.
Непрерывный мониторинг молний с помощью нового прибора Lightning Imager позволит именно это - раннее обнаружение сильных бурь и, следовательно, ключевой фактор для своевременного предупреждения, а также будет иметь особое значение для безопасности воздушного движения. Его детекторы настолько чувствительны, что относительно слабые молнии могут быть обнаружены даже при полном дневном свете.
Lightning Imager был разработан в компании Leonardo во Флоренции, Италия, и в настоящее время доставлен на предприятие Thales Alenia Space в Каннах, Франция, где он интегрируется в спутник MTG-I.
Несмотря на относительно простую архитектуру прибора, в котором нет движущихся частей, сложность Lightning Imager заключается в разрешении и скорости работы детекторов, а также в последующей обработке данных на борту, которая автоматически отсеивает любые данные, не относящиеся к молнии.
Пол Блайт, руководитель программы Meteosat ЕКА, объясняет: "В основе прибора лежат четыре оптические головки, каждая из которых имеет детекторную решетку из более чем 1,2 миллиона пикселей. Эти массивы сэмплируются каждую миллисекунду для измерения энергии, излучаемой в соответствующих полях зрения.
"Для каждого из более чем 4,8 миллионов пикселей эти сигналы затем сравниваются с эталонным изображением Земли, чтобы определить, произошла ли вспышка молнии. При таком количестве пикселей и частоте дискретизации в 1 миллисекунду скорость передачи необработанных данных прибора огромна - несколько гигабит в секунду. Затем эта скорость уменьшается более чем в 250 раз благодаря продуманной логике в электронике передней панели, после чего происходит усовершенствованная обработка сигнала в современном одноплатном компьютере, предоставленном компанией Thales Alenia Space.
"В итоге прибор выдает около 30 Мбит в секунду, так что на наземные станции для дальнейшего анализа передаются только важные данные".
Этот европейский потенциал дополнит и превзойдет возможности американского прибора Глобального монитора молний, который размещается на спутниках GOES, и внес значительный вклад в общие возможности прогнозирования.
Интересно также то, что камеры, которые обнаруживают быстрые и локализованные выбросы энергии, могут быть использованы для других целей, например, для потенциального отслеживания метеоритных событий.