И о погоде: как работают метеорологические спутники. Продолжение

Фото: «НПО Лавочкина»

Продолжение. Начало здесь

Специальная аппаратура метеорологических спутников

С самого начала метеорологические спутники оснащались несколькими типами научных приборов — телевизионными камерами, инфракрасной аппаратурой и радиометрами.

Телевизионная аппаратура используется для наблюдения за облачностью и поверхностью Земли в видимом диапазоне спектра. Такие камеры работают на освещенной стороне планеты и позволяют получать изображения облачных систем с высоким разрешением. Уже на первых советских метеоспутниках удавалось различать облачные образования размером около 3–4 км. Для наблюдений на ночной стороне Земли применяется инфракрасная техника.

Актинометрическая аппаратура метеоспутников предназначается для измерения интенсивности радиации, уходящей от Земли. Эти измерения проводятся с помощью нескольких радиометров. Данные об уходящей радиации позволяют рассчитывать температуру поверхности материков, морей и океанов, а также облаков. Последнее дает возможность с достаточной степенью точности рассчитывать высоту верхней границы облачности, что является очень важным для полетов авиации.

Геостационарный гидрометеорологический космический аппарат «Электро-Л» № 4. Фото: «НПО Лавочкина»

Помимо этого, на метеорологических спутниках устанавливают микроволновые радиометры, позволяющие измерять профиль температуры и влажности атмосферы, а также оценивать интенсивность осадков. Спутниковые радиолокаторы дают возможность изучать структуру ледового покрова при любых погодных условиях.

На борту метеоспутников размещается и другое оборудование. Система передачи изображений отправляет данные на Землю в режиме реального времени. Системы радиозатменных измерений позволяют получать вертикальные профили температуры и влажности. Как и любой космический аппарат, метеоспутник оснащается телеметрической системой, бортовым комплексом управления и аппаратурой передачи служебной информации.

Для приема и обработки спутниковых данных в СССР была создана разветвленная сеть наземных станций. Она стала частью космической метеорологической системы «Метеор», которая вошла в состав Всемирной службы погоды. Эта система объединила несколько постоянно работающих на орбите спутников, наземные пункты приема информации и центры управления космическими аппаратами.

Оптика на орбите: оборудование российских метеоспутников

Качество спутниковых наблюдений во многом зависит от точности оптических приборов. Именно они позволяют космическим аппаратам получать детальные изображения облачности, поверхности океанов и континентов, по которым затем строятся карты погоды и климатические модели.

Важную роль в работе российских метеорологических спутников играет оборудование, созданное предприятиями холдинга «Швабе», входящего в состав Госкорпорации Ростех. Так, на новом спутнике «Электро-Л» № 5 используются прецизионные блоки сканирующих зеркал, разработанные на Лыткаринском заводе оптического стекла. Эти устройства позволяют получать высокодетальные изображения полного диска Земли с геостационарной орбиты на высоте 36 тысяч километров.

Первый снимок Земли со спутника «Электро‑Л» № 5. Фото: «Роскосмос»

Принцип их работы напоминает работу сканера. С высокой точностью вращающиеся зеркала последовательно «просматривают» разные участки поверхности планеты, благодаря чему формируется единое цифровое изображение. При этом используется двустороннее ситалловое зеркало с идеально гладкой поверхностью, которое устанавливается строго относительно оси вращения. Такая конструкция обеспечивает высокую стабильность работы сканирующего устройства и исключает искажения изображения на протяжении всего срока службы спутника.

На борту «Электро-Л» установлены два таких блока — основной и резервный. Они работают в составе многоспектральных комплексов наблюдения, которые каждые 15–30 минут получают изображения Земли сразу в нескольких диапазонах: в трех видимых и семи инфракрасных. Это позволяет круглосуточно наблюдать за облачностью, температурой поверхности океана и развитием атмосферных процессов. Полученные данные поступают в службы гидрометеорологии, где используются для оперативных прогнозов погоды и долгосрочного мониторинга климата.

Геостационарный гидрометеорологический космический аппарат «Электро-Л» № 3. Фото: «НПО Лавочкина»

Спутники серии «Электро-Л» ведут непрерывные наблюдения за Землей с 2011 года. В последующие годы было запущено еще три аппарата со сканирующими зеркалами «Швабе». За это время они сделали сотни тысяч снимков, позволивших точнее отслеживать развитие циклонов, штормов и других опасных природных явлений.

Развитие космической метеорологии продолжается и сегодня. Российская орбитальная группировка включает аппараты разных типов. Геостационарные спутники «Электро-Л» обеспечивают постоянное наблюдение за большим участком планеты, спутники серии «Метеор-М» ведут съемку с низкой орбиты, а аппараты «Арктика-М» работают на высокоэллиптических орбитах и позволяют наблюдать за полярными регионами, которые трудно контролировать с других орбит. Все эти метеоспутники используют сканирующие зеркала производства Лыткаринского завода оптического стекла. 12 марта 2026 года к ним добавился новейший аппарат «Электро-Л» № 5.

Совокупность этих космических систем дает ученым и синоптикам уникальную возможность наблюдать атмосферные процессы практически над всей планетой. А точная оптика и измерительные приборы делают метеоспутники одним из главных инструментов изучения погоды и климата Земли.