Космос 122 - Kosmos 122

Космос 122
Тип миссии	Погода
COSPAR ID	1966-057A
SATCAT нет.	02254
Продолжительность миссии	4 месяца
Свойства космического корабля
Тип космического корабля	Метеор
Производитель	ВНИИЭМ
Стартовая масса	4730 кг
Начало миссии
Дата запуска	25 июня 1966 г., 10:19:00 GMT
Ракета	Восток-2М (8А92М); серийный номер R15001-21
Запустить сайт	Байконур, Сайт 31/6
Подрядчик	ОКБ-1
Конец миссии
Последний контакт	26 октября 1966 г.
Дата распада	На орбите
Параметры орбиты
Справочная система	Геоцентрический
Режим	Низкая Земля
Высота перигея	657 км
Высота апогея	683 км
Наклон	65.14°
Период	97,12 мин.
Эпоха	25 июня 1966 г.

Космос 122 (русский: Космос 122 смысл Космос 122), спущенный на воду 25 июня 1966 г., Метеор №5Л, и был одним из одиннадцати спутников, выведенных на орбиту в период с 1964 по 1969 год с целью отслеживания погоды. Этот запуск получил название Спутник Космос миссия, потому что это было обозначение, данное прототипам спутников Советским Союзом. Космос 122 был первым заявленным российским метеорологическим спутником и последним в серии прототипов метеорологических спутников, в которую входили Космос 44 (28 августа 1964 г.), Космос 58 (26 февраля 1965 г.), Космос 100 (17 декабря 1965 г.), и Космос 118 (11 мая 1966 г.).^[1] Это был последний метеорологический спутник, запущенный с космодрома Байконур ракетой-носителем «Восток-2М» с наклонением орбиты 65,0 °, обеспечивший переход от опытной серии к «Космосу» »Метеор «экспериментальная метеорологическая спутниковая система.^[1] Развертывание двух других спутников, Космос 144 (28 февраля 1967 г.) и Космос 156 (27 апреля 1967 г.), помог создать первый советский прогноз погоды сеть.^[3] Космос 122 и другие спутники имели на борту две камеры, одну высокого разрешения и одну инфракрасную, чтобы видеть погоду днем или ночью. Космос 122 был успешной миссией, и этот конкретный спутник использовался в течение четырех месяцев.^[4] Эти спутники использовались до 1969 года, когда их заменила модернизированная модель, официально названная Метеор.^[3]

Космический корабль

Спутник имел форму большой цилиндрической капсулы, длиной 5 метров (16 футов) и диаметром 1,5 метра (4 фута 11 дюймов). Две большие панели солнечных батарей, состоящие из трех сегментов каждая, были развернуты с противоположных сторон цилиндра после отделения спутника от ракеты-носителя. Солнечные панели поворачивались так, чтобы в дневное время спутника постоянно смотрели на солнце, с помощью приводного механизма, управляемого солнечным датчиком, установленного в верхнем конце центрального корпуса.^[1]

Метеорологические приборы размещались в герметичном отсеке, расположенном в нижней части капсулы, а основные системы обслуживания спутников - в специальном герметичном отсеке в верхней части капсулы. Данные передавались на Землю на частоте 90 МГц с помощью управляемой параболической антенны с высоким коэффициентом усиления, которая была прикреплена к центральной части корпуса спутника длинной рукой. Спутник был трехосно стабилизирован серией инерционных маховиков, приводимых в движение электродвигателями, кинетическая энергия которых подавлялась крутящими моментами, создаваемыми электромагнитами, взаимодействующими с магнитным полем Земли.^[1]

Космос 122 был ориентирован с помощью датчиков Земли: одна из его осей была направлена к Земле по местной вертикали, вторая - по вектору орбитальной скорости, а третья - перпендикулярно плоскости орбиты. Такая ориентация обеспечивала постоянное направление оптических осей инструментов к Земле.^[1]

Инструменты

Аппаратура состояла из двух видеокамер для дневных снимков облачного покрова, сканирующего инфракрасного (ИК) радиометра с высоким разрешением для ночного и дневного изображения Земли и облаков, а также ряда узкоугольных и широкоугольных радиометров для измерения интенсивности. излучения, отраженного от облаков и океанов, температуры поверхности Земли и верхних частей облаков и общего потока тепловой энергии из системы Земля-атмосфера в космос соответственно. Эксперимент был прекращен в октябре 1966 года.^[1]

Инструмент ^[4]	Количество спектральных диапазонов	Длины волн полосы мкм	Ширина полосы км	Разрешение по земле, км
ТВ оптический прибор МР-600	1	0.5–0.7	1000	1,25 х 1,25
ТВ инфракрасный прибор Ласточа	1	8–12	1100	15 х 15
Актинометрический инструмент	3	0.3–12	2500	50 х 50

Двойные камеры vidicon

Эксперимент с двумя видеокамерами Kosmos 122 был разработан для проверки способности российских метеорологических спутников предоставлять дневные изображения распределения облачного покрова Земли, местных штормов и глобальных погодных систем для использования Советской гидрометеорологической службой. Аппаратура состояла из двух идентичных видеокамер-видиконов, которые были установлены на базе спутника и были направлены на Землю. Каждая камера просматривала область размером 500 км (310 миль) на 500 км (310 миль) - одна слева, а другая справа от надира - с разрешением 1,25 км (0,78 мили) в надире со спутника на высоте 600 метров. километров (370 миль) до 700 километров (430 миль). Камеры сделали однокадровое изображение облачного покрова Земли с небольшим перекрытием последовательных кадров для обеспечения непрерывного обзора. Камеры включались автоматически каждый раз, когда солнце находилось более чем на 5 ° над горизонтом. Поскольку освещение Земли сильно различается, автоматические датчики регулируют диафрагму камеры для получения высококачественных изображений при различных условиях освещения. Изображение, сформированное каждой трубкой видикона, либо передавалось непосредственно на землю, если спутник находился в радиоконтакте с одной из двух наземных станций, либо записывалось на магнитную ленту для последующей передачи, если спутник находился за пределами зоны радиосвязи.^[5]

Телевизионные изображения, полученные этими наземными станциями, были обработаны и переданы в Гидрометцентр г. Москва, где они были проанализированы и использованы в различных продуктах для прогнозирования и анализа. Снимки находятся в архиве Гидрометцентра. Камеры Kosmos 122, хотя и имеют разрешение в 2,5 раза больше, чем у ESSA Спутники не могли обеспечить непрерывное перекрытие глобального покрытия, как это делают камеры ESSA, из-за более низкой орбиты спутника Kosmos 122 (650 км (400 миль) по сравнению с 1400 км (870 миль)). Таким образом, чтобы закрыть пробелы в зоне покрытия, в системе метеорологических спутников требовалось как минимум два спутника. Кроме того, в Гидрометеорологическом центре были созданы мозаики облачного покрова из 10 или более отдельных изображений облачного покрова, чтобы обеспечить более полное представление о глобальных погодных системах.^[5]

Некоторые отдельные изображения и мозаики облаков были переданы в различные зарубежные метеорологические центры в рамках международной программы обмена метеорологическими данными. Соединенные Штаты получили некоторые из этих снимков в Национальную спутниковую службу окружающей среды (NESS) в Суитленде, штат Мэриленд, по факсимильной связи с Москвой по «холодной линии». Снимки передавались в NESS с 11 сентября 1966 г. по 26 октября 1966 г. Эти снимки хранились в NESS в течение 1 года, а затем, если не представляли особого интереса, были отброшены.^[5]

Сканирующий инфракрасный радиометр высокого разрешения

Сканирование с высоким разрешением инфракрасный (ИК) радиометр был разработан для измерения распределения облаков, снежного и ледяного покрова на дневной и ночной сторонах Земли. Радиометр измерял исходящую радиацию из системы Земля-атмосфера в атмосферном окне от 8 до 12 мкм. Измерения, проведенные в этой спектральной области, позволили построить яркостные картины теплового рельефа и определить эквивалентные радиационные температуры поверхности Земли и вершин облаков. Прибор представлял собой сканирующий узкоугольный радиометр с мгновенным углом обзора 1,5 х 1,5 °. Он устанавливался в основании спутника в герметичном приборном отсеке, оптическая ось которого была направлена по местной вертикали в надир. Радиометр измерял интенсивность уходящего излучения, сравнивая поток излучения Земли с потоком излучения из космоса. Каждый вид излучения поступал в радиометр через отдельные окна, ориентированные во взаимно перпендикулярных направлениях. Излучение системы Земля-атмосфера попадало на плоское сканирующее зеркало, которое было установлено под углом 45 ° к вектору скорости спутника и сканировалось под углом ± 50 ° от надира.^[6]

Излучение отражалось от сканирующего зеркала через неподвижный модулирующий диск и окно фильтра на параболическое зеркало, которое фокусировало параллельный пучок через подвижный модулирующий диск на термисторный болометр. Стационарные и подвижные модулирующие диски обеспечивали переключение каналов, отправляя сначала излучение атмосферы Земли, а затем космическое излучение на параболическое зеркало и, наконец, на болометр. Болометр преобразовывал лучистый поток в переменные электрические напряжения (от 0 до 6 В), частота которых была равна частоте модулятора, а величины были пропорциональны разнице в интенсивностях лучистого потока между Землей и космосом, возникающей на выходе болометра. При перемещении сканирующего зеркала через сектор ± 40 ° линейное сканирование (40 линий / мин) целевой области осуществлялось в плоскости, перпендикулярной плоскости орбиты, с использованием прямого и обратного пути, в то время как сканирование вдоль траектории полета осуществлялось. обеспечивается относительным движением спутника по отношению к Земле. При каждом сканировании с указанными углами обзора и сканирования от орбитальной высоты спутника радиометр регистрировал среднюю интенсивность излучения из полосы шириной около 1100 километров (680 миль) с разрешением от около 15 километров (9,3 мили) в надир до около От 24 километров (15 миль) до 27 километров (17 миль) по краям. Радиометр был способен измерять радиационные температуры в диапазоне от 2 до 3 ° для температур выше 273 К и от 7 до 8 ° для температур ниже 273 К.^[6]

Видеосигналы усиливались и отправлялись либо в блок памяти спутника для последующей передачи, либо в блок радиотелеметрии для прямой передачи на Землю, в зависимости от того, находился ли спутник за пределами или в зоне радиосвязи с наземной приемной станцией, соответственно. Наземные приемники записывали передаваемые данные в цифровом виде на магнитную ленту и одновременно на 80-миллиметровую фотопленку в виде яркостного изображения теплового рельефа системы Земля-атмосфера. Данные на магнитной ленте обрабатывались компьютером в Советском гидрометеорологическом центре и использовались для создания цифровой карты поля эквивалентной радиационной температуры с наложенной географической сеткой. Фотопленка была проявлена и преобразована в ИК-изображение также с наложенной сеткой. Снимки находятся в архиве Гидрометцентра. Некоторые из этих изображений были переданы в различные зарубежные метеорологические центры в рамках международной программы обмена метеорологическими данными. Соединенные Штаты получили эти снимки в Национальную спутниковую службу окружающей среды (NESS), Суитленд, штат Мэриленд, по факсимильной связи с Москвой по "холодной линии". Снимки передавались в NESS с середины сентября до конца октября 1966 г. Эти ИК-снимки хранились в NESS в течение 1 года, а затем, если не представляли особого интереса, были отброшены.^[6]

Актинометрический инструмент

Актинометрический эксперимент Kosmos 122 был разработан для измерения уходящей длинноволновой волны. радиация (От 3 до 30 мкм) от системы Земля-атмосфера; исходящий рядом ультрафиолетовый (УФ), видимый, и почти-инфракрасный (ИК) солнечное излучение (от 0,3 до 3 мкм), отраженное и рассеянное системой Земля-атмосфера; и эффективная радиационная температура поверхности Земли и вершин облаков (от 8 до 12 мкм).^[7]

Аппаратура состояла из четырех радиометров: парного сканирующего, узкоугольного, двухканального. радиометры и пара несканирующих широкоугольных двухканальных радиометров. Узкоугольные (поле зрения 4 на 5 °) радиометры измеряли излучение во всех трех спектральных диапазонах, в то время как широкоугольные (от 136 до 140 ° FOV) радиометры работали только в диапазонах от 0,3 до 3 мкм и от 3 до 30 мкм. мкм полосы. В узкоугольном радиометре полоса от 0,3 до 3 мкм была измерена в одном канале, а полосы от 8 до 12 мкм и от 3 до 30 мкм были объединены во втором канале. Во втором канале две полосы были разделены заменой соответствующих фильтров при сканировании радиометром в разных направлениях.^[7]

Излучение Земли через цилиндрический обтекатель (кристалл КРС-5) попадало в узкоугольный радиометр и попадало на коническое сканирующее зеркало. Излучение отражалось от зеркала через трехлопастный прерыватель вращающегося зеркала, модулирующий поток излучения с частотой 80 Гц. Прерыватель попеременно отражал излучение Земли и космическое излучение, поступавшее через отдельное кристаллическое окно КРС-5, на одно из трех отверстий в колесе цветовых фильтров - по одному фильтру на каждую спектральную полосу. Конкретная спектральная полоса, через которую проходили, попадала на внеосевое параболическое зеркало, которое фокусировало поток излучения на болометрический приемник. Периодическая калибровка производилась при перемещении сканирующего зеркала на угол 90 ° от надира с одновременным включением и просмотром кремний торшер.^[7]

В канале от 0,3 до 3 мкм не использовалась двухлучевая система или переключение фильтров. Выходной сигнал от модулированного потока излучения на болометре усиливался, выпрямлялся, фильтровался и подавался в систему радиотелеметрии по восьми каналам. У широкоугольных радиометров были идентичные оптические системы для обоих каналов. Излучение Земли попадало в радиометр через полусферическую оболочку из кварца или кристалла КРС-5 с покрытием, определяющим полосу пропускания. Затем излучение модулировалось с частотой 64 Гц и попадало на болометрический приемник. Как и в узкоугольных радиометрах, выходной сигнал болометра обрабатывался и передавался в систему радиотелеметрии. Стандартизация широкоугольного радиометра проводилась одновременно с узкоугольными радиометрами путем ввода стандартной калибровочной частоты 64 Гц в схему усиления.^[7]

Относительная RMS погрешность измерений для обоих типов радиометров составила около 0,5%. Для обеспечения возможности резервирования один широкоугольный и один узкоугольный радиометр находились в резерве и могли быть активированы по команде с земли. Ориентация спутника "Космос 122" обеспечивала ориентацию основных оптических осей радиометров вертикально вниз по направлению к надиру. Съемка земной поверхности обоими радиометрами производилась по движению спутника относительно Земли. Кроме того, узкоугольный радиометр сканировал 66 ° по обе стороны от надира в плоскости, перпендикулярной плоскости орбиты, путем поворота сканирующего зеркала вокруг оптической оси. Радиометры покрывали полосу шириной около 2500 километров (1600 миль) на поверхности Земли и имели разрешение на местности 50 километров (31 миль) в надире.^[7]

Данные обрабатывались на наземных станциях и передавались в двоичной форме в Гидрометеорологический центр в Москве, где они записывались в цифровом виде на магнитную ленту и использовались для создания различных аналитических продуктов, таких как карты альбедо Земля-атмосфера и карты радиационной температуры. . Данные хранятся в Гидрометцентре. Некоторые из этих карт были переданы в графической форме различным зарубежным метеорологическим центрам, включая Национальную спутниковую службу окружающей среды (NESS), Суитленд, Мэриленд. Эти актинометрические карты были получены в NESS через факсимильную связь "холодной линии" с Москвой с середины августа 1966 года до конца октября 1966 года. Карты были микрофильмированы и заархивированы в Национальном центре климатических данных (NCDC), Эшвилл, Северная Каролина.^[7]

Миссия

Космос 122 был выведен на орбиту для тестирования метеорологических приборов, предназначенных для получения изображений облачного покрова, снежного покрова и ледяных полей на дневной и ночной сторонах Земли и для измерения потоков уходящей радиации, отраженной и излучаемой системой Земля-атмосфера.^[1]

Космос 122 был запущен ракетой-носителем Восток-2М (8А92М) серийного номера Р15001-21, которая летела с Сайт 31/6 в Байконур. Запуск произошел в 10:19 по Гринвичу 25 июня 1966 года и прошел успешно. Космос 122 эксплуатировался в низкая околоземная орбита, загар эпоха 25 июня 1966 г. перигей 657 километров (408 миль), апогей 683 км (424 миль), склонность 65,14 ° и орбитальный период 97,12 минут.^[2] Космос 122 прекратил боевые действия 26 октября 1966 года.