Улучшение географической привязки данных СВЧ-радиометра МТВЗА-ГЯ метеоспутника «Метеор-М» №2-4 по наблюдениям Солнца

Прибор МТВЗА-ГЯ — микроволновый сканер/зондировщик на борту метеорологического спутника «Метеор-М» №2-4 (запущен в 2024 г.). Его данные используются для восстановления многих геопараметров: скорости и направления ветра, температуры океана, количества влаги в атмосфере и других. Прибор разработан в АО «Российские космические системы».

В ходе работы спутника на орбите выполнялась отработка манёвров для обеспечения максимально частых наблюдений заданных областей поверхности Земли. В ходе этих манёвров поля зрения научной аппаратуры, размещенной на спутнике, периодически смещались с поверхности Земли в сторону открытого космоса, иногда захватывая солнечный диск.

На первый взгляд, эти вынужденные наблюдения не имеют никакого отношения к задачам дистанционного зондирования Земли, однако неожиданно они оказались чрезвычайно полезными, поскольку позволили использовать Солнце в качестве почти идеального калибровочного эталона, с хорошо известными и мало меняющимися параметрами.

Основная трудность заключалась в том, чтобы разобраться, как должен выглядеть солнечный диск в этих сложных условиях наблюдения. Космический аппарат движется по полярной орбите, поворачиваясь вокруг нескольких осей, при этом приборы продолжают сканировать пространство по заданным алгоритмам. Само Солнце в микроволновом диапазоне является экстремально ярким объектом — в земных условиях в поле зрения чувствительных СВЧ-радиометров не может попасть объект с яркостной температурой порядка 10000 К.

Сотрудникам отдела исследований Земли из космоса ИКИ РАН Илье Садовскому, Дмитрию Сазонову и Анастасии Клитной (также факультет космических исследований МГУ им. М. В. Ломоносова) удалось преодолеть эти трудности и установить корректирующие параметры антенной системы МТВЗА-ГЯ с точностью, недостижимой ни в наземных испытаниях, ни при работе прибора на орбите в стандартном режиме.

Это позволило на порядок (до субпиксельной точности) улучшить географическую привязку данных прибора, что, в свою очередь, критически важно для решения всех дальнейших задач, связанных с интерпретацией и использованием информации его измерений.

Результаты работы легли в основу реализации нового частотно-дифференцированного подхода к процедуре географической привязки измерений МТВЗА-ГЯ, которая уже интегрирована разработчиками аппаратуры (АО «Российские космические системы») в программный комплекс предварительной обработки информации этого прибора.

Работа «Улучшение географической привязки данных СВЧ-радиометра МТВЗА-ГЯ метеоспутника «Метеор-М» №2-4 по наблюдениям Солнца» под руководством старшего научного сотрудника отдела исследования Земли из космоса Садовского Ильи Николаевича вошла в список наиболее значимых результатов, полученных ИКИ РАН в 2025 г. и представленных в Отделение наук о Земле Российской академии наук. Работа выполнена в рамках темы «Мониторинг» (госрегистрация № 122042500031-8). Направления Программы фундаментальных научных исследований (ПФНИ) 2021-2030, в рамках которого получен результат: 1.3.6.7. Радиофизические и акустические методы диагностики окружающей среды, связи и локации; 1.5.12.2. Разработка аппаратуры и методов дистанционного зондирования Земли, включая новые системы измерения и обработки данных.