Для космических наблюдений системы «Земля — атмосфера»

Возможности космического мониторинга определяются двумя группами факторов: параметрами орбиты искусственного спутника Земли (ИСЗ) и аппаратурой, которую несет ИСЗ. Основными параметрами орбиты являются:

Эксцентриситет — e, определят форму орбиты, степень ее вытянутости (e = 0, орбита круговая, e < 1, орбита эллиптическая, e = 1 и e > 1, орбиты не замкнутые — парабола и гипербола). Для спутника эксцентриситет всегда меньше 1.

Наклонение орбиты — угол между плоскостью орбиты и плоскостью экватора. В зависимости от наклонения различают экваториальные, полярные и наклонные орбиты, кроме того различают прямые орбиты (спутник движется относительно Земли с запада на восток, в том же направлении, что вращение Земли и обратные орбиты, когда спутник движется с востока на запад). Примеры орбит ИСЗ с разными наклонениями показаны на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Орбиты ИСЗ с разными наклонениями

Высота орбиты ИСЗ — H, или период обращения, который однозначно связан с высотой орбиты.

В зависимости от высоты орбиты ИСЗ классифицируют:

– низкоорбитальные H= (200—500) км,

– среднеорбитальные H = (500—10000) км,

– высокоорбитальные H > 10000 км.

Период обращения ИСЗ — T зависит от высоты его орбиты. Минимальный теоретически предел для периода обращения дает нулевой ИСЗ с H = 0. Для него T = 84 мин. Такой спутник практически невозможен, так как он сгорит в плотных слоях атмосферы. Для практически возможных высот орбиты Н = (600—1500) км, T = (95—115) мин. Особое значение имеет геостационарная орбита: прямая, круговая, экваториальная орбита с H = 35510 км. Спутник на такой орбите неподвижен относительно поверхности Земли, так период его обращения равен 24 ч, совпадает с периодом обращения Земли. Геостационарные спутники играют особую роль в космическом мониторинге и в других применениях космической технике (особенно в решение задач связи). Трех геостационарных спутников достаточно, чтобы непрерывно наблюдать за всей поверхностью Земли, кроме приполярных областей с широтами больше 60 ^о.

В зависимости от параметров орбит спутников, строятся 2 основных типа систем спутникового мониторинга: системы глобального обзора и системы регионального обзора. Комплексная система космического мониторинга строится на базе нескольких типов ИСЗ на орбитах разных типов и наземной системы приема и обработки информации. Система спутникового мониторинга включает:

Высокоорбитальный фрагмент, 3 ИСЗ на геостационарных орбитах, предназначенных для глобального обзора и ретрансляции данных.

Среднеорбитальный фрагмент, ИСЗ с H ≈ 1000 км и наклонением ≈ 80 ^о, предназначен для метеорологических и природно-ресурсных ИСЗ.

Низкоорбитальный фрагмент, H < 300 км, наклонение ≈ 70 ^о, предназначен для обитаемых космических станций и ИСЗ высокого разрешения.

Наземный центральный пункт планирования и управления.

Аналитический центр дистанционного зондирования Земли.

Биоиндикация. Особым методом мониторинга является биоиндикация — оценка качества природной среды по составу и численности видов-индикаторов. В качестве биоиндикаторов часто выступают лишайники, в водных объектах — сообщества планктона. Примером применения биоиндикации в санитарии является тест на кишечную палочку. Эта бактерия обитает в толстой кишке человека и отсутствует в незагрязненной среде. Кишечная палочка не патогенна, но ее присутствие в ОС является индикатором неочищенных канализационных стоков, в которых могут быть патогенные микробы. Другим примером является использования биоиндикаторов в геологических исследованиях. Ряд растений-индикаторов определенным образом реагирует на повышение или понижение концентрации микроэлементов в почве.

Поиск по сайту: