Погода под контролем: как работают российские метеоспутники

Метеорологические спутники передают данные о погоде на Земле. А еще через уникальные снимки они помогают людям увидеть красоту нашей планеты из космоса. Сегодня расскажем о современных российских метеорологических спутниках «Электро-Л» и «Арктика-М».
Светлана Архангельская
Автор Наука Mail
Процесс сборки гидрометеорологического спутника «Электро-Л»
Процесс сборки гидрометеорологического спутника «Электро-Л»Источник: Роскосмос

Метеоспутники помогают отслеживать различные аспекты погоды на Земле, фиксируя такие параметры атмосферы, как температура воздуха, облачность, осадки, состояние озонового слоя, снежного и ледяного покровов. Эти данные позволяют получить целостную картину погодных условий и использовать их для прогнозирования погоды и изменения климата на планете.

Спутниковая система «Электро-Л»

«Электро-Л» — серия российских гидрометеорологических спутников для многоспектральной съемки поверхности Земли в глобальном масштабе с геостационарной орбиты в видимом и инфракрасном диапазоне. Серия разрабатывается по заданию Роскосмоса и Росгидромета с 2001 года в НПО имени С.А. Лавочкина и стала российским вкладом во всемирную сеть метеорологического наблюдения с международным названием спутника Elektro-L / GOMS (Geostationary Operational Meteorological Satellite — Геостационарный Гидрометеорологический Космический Комплекс).

Эти спутники получают многоспектральные снимки облачности и земной поверхности, гелиофизические данные, выполняют телекоммуникационные функции, включая распространение и обмен гидрометеорологической и гелиогеофизической информацией, а также ретрансляцию сигналов от аварийных радиобуев системы КОСПАС-САРСАТ.

Запуск ракеты-носителя «Протон-М» с гидрометеорологическим спутником «Электро-Л»
Запуск ракеты-носителя «Протон-М» с гидрометеорологическим спутником «Электро-Л»Источник: Роскосмос

«Электро-Л» № 1 (GOMS-2) в 2011 году заменил в орбитальной позиции 76° восточной долготы спутник «Электро» (GOMS-1), работавший там до 1998 года. Однако в 2016 году «Электро-Л» №1 потерял ориентацию. В 2015 году был запущен спутник «Электро-Л» №2 (GOMS-3), в 2019 году — «Электро-Л» №3 (GOMS-4), в 2023 — «Электро-Л» №4 (GOMS-5). Пятый аппарат в серии будет запущен в 2025 году. А уже после 2030 года серию спутников «Электро-Л» постепенно заменят спутники «Электро-М» с улучшенным разрешением.

Как работают «Электро-Л»

Все космические аппараты «Электро-Л» находятся в расчетных точках стояния на геостационарной орбите. На основе серии создана геостационарная гидрометеорологическая космическая система «Электро» для обеспечения информацией Росгидромета, Минприроды, МЧС и Минобороны России, а также Российской академии наук.

«Электро-Л» помогают в прогнозировании погоды, решают задачи мониторинга климата, выдают штормовые и экстренные телеграммы при выявлении чрезвычайных ситуаций. Спутники этой серии передают метеоданные каждые 15-30 минут круглосуточно и создают изображения всего земного шара с детализацией до 1 км на пиксель в видимом и 4 км на пиксель — в инфракрасном диапазоне. Съемка осуществляется в десяти спектральных диапазонах, два из которых видимые — зеленый и синий, следом идет ближний инфракрасный, и семь на различных длинах волн среднего и дальнего инфракрасного диапазонов. Эти наблюдения позволяют метеорологам наблюдать движение облаков на различных высотах. Но первые три канала создают еще великолепные по красоте фотографии.

Самые свежие снимки со спутников «Электро-Л» №2, «Электро-Л» №3 и «Электро-Л» №4 можно посмотреть и скачать на сайте. А мы поделимся теми, которые больше всего понравились редакции.

Снимок Земли, сделанный спутником «Электро-Л»
Снимок Земли, сделанный спутником «Электро-Л»Источник: Роскосмос
Циклон
Циклон Phailin, запечатленный в Бенгальском заливеИсточник: Соцсети
Гималаи
Зимние ГималаиИсточник: Соцсети

Устройство аппарата «Электро-Л»

«Электро-Л» состоит из двух основных частей: модуля полезной нагрузки, именуемого «Комплексом целевой аппаратуры» и модуля служебных систем. В состав комплекса бортовой целевой аппаратуры входят многозональное сканирующее устройство гидрометеорологического обеспечения (МСУ-ГС) для получения многоспектральных изображений облачности и поверхности Земли в видимом и ИК-диапазонах, гелиогеофизический аппаратурный комплекс (ГГАК), спектрометры, детекторы, измерители, а также бортовой радиотехнический комплекс, который обеспечивает ретрансляцию цифровых потоков, в том числе и для системы КОСПАС-САРСАТ.

Спутник
Моделирование полета спутника «Электро-Л»Источник: Роскосмос

Спутниковая система «Арктика-М»

Еще два спутника — «Арктика-М» №1 и «Арктика-М» №2 — единственные в мире работают на высокоэллиптических орбитах типа «Молния» (апогей ~40 тыс. км, расположенный над северным полушарием Земли) для решения задач оперативной метеорологии, гидрологии, агрометеорологии и мониторинга климата и окружающей среды в арктическом регионе. Орбиты типа «Молния» позволяет им в непрерывном режиме осуществлять обзор северных (приполярных) территорий России и Арктики, чего нельзя сделать, используя только имеющиеся геостационарные спутники серии «Электро-Л».

Ракета на взлете
Запуск ракеты-носителя «Союз-2.1б» с гидрометеорологическим спутником «Арктика-М»Источник: Роскосмос

Особенность орбиты в том, что из-за очень высокого апогея спутник большую часть суток пролетает над северным полушарием, и из-за низкого перигея быстро пролетает над южным. Благодаря такой орбите аппарат может больше времени проводить над северными территориями — в том числе над арктической зоной РФ.

Два космических аппарата «Арктика-М», запущенные в 2021 и 2023 годах, обеспечивают круглосуточный всепогодный мониторинг поверхности Земли и морей Северного Ледовитого океана, а также постоянную связь в северных регионах страны. После 2031 года планируются к запуску еще два спутника группировки.

Спутник на орбите
«Арктика-М» — единственная в мире высокоэллиптическая гидрометеорологическая космическая системаИсточник: Роскосмос

Так же, как и «Электро-Л», «Арктика-М» построена на базе модуля служебных систем (БМСС) «Навигатор». Это основной структурный элемент спутника, который обеспечивает функционирование на всех этапах его автономного полета.

Спутник
Спутник «Арктика-М»Источник: Роскосмос

«Арктика-М» имеют практически идентичную целевую аппаратуру с аппаратом «Электро-Л». Главным отличием является способ решения целевой задачи — «Электро-Л» проводит регулярную съемку Земли с геостационарной орбиты, а «Арктика-М» проводит аналогичную съемку арктического региона Земли, недоступного для наблюдения с геостационарных спутников «Электро-Л».

Съемки полного диска Земли «Арктикой-М» в видимом и инфракрасном диапазонах осуществляются с интервалом 15-30 минут с разрешением 1 км на пиксель в видимом и 4 км на пиксель в инфракрасном диапазонах. Самые свежие снимки со спутников «Арктика-М» №1 можно посмотреть и скачать на сайте.

Земля
Снимок Земли, сделанный спутником «Арктика-М»Источник: Роскосмос

В составе научной аппаратуры спутников «Арктика-М» — многозональное сканирующее устройство гидрометеорологического обеспечения (МСУ-ГС/А) и гелиогеофизический аппаратурный комплекс (ГГАК) для контроля и прогноза вспышечной активности Солнца, прогноза радиационной обстановки и состояния геомагнитного поля. Совместное использование информации с высокоэллиптических спутников «Арктика-М» и геостационарных «Электро-Л» позволяет решить задачу квазинепрерывного получения оперативных гидрометеоданных.