Особенности радиометрической калибровки спектрометров научной аппаратуры ВСС

В настоящей работе рассматриваются детали радиометрической калибровки спектрометров научной аппаратуры «Видеоспектральная система» (НА «ВСС»), изготовленной НИИПФП им. А.Н. Севченко БГУ по заказу ПАО «РКК «Энергия» и размещенной на борту Российского сегмента Международной космической станции (РС МКС).
НА «ВСС» предназначена для проведения научно-прикладных исследований в космическом эксперименте «Ураган» [1], постановщиком которого является ПАО «РКК «Энергия». В состав аппаратуры входит камера высокого пространственного разрешения и три спектрометра изображения на спектральный диапазон 400-900 нм, работающих по схеме Роуланда на вогнутой дифракционной решетке. Отличительной особенностью такой оптической схемы является наложение порядков дифракции коротковолновой области спектра на длинноволновую, что, в свою очередь, приводит к искажению регистрируемого сигнала в «красной» области. Для получения корректных данных в «красной» области требуется проведение коррекции, исключающей наложение порядков дифракции. Такая коррекция должна быть применена как к исходным данным, лежащим в основе калибровки по абсолютным единицам спектральной плотности энергетической яркости (СПЭЯ), так и ко всем спектральным данным, получаемым в результате измерений отражательных характеристик поверхностей в ходе эксперимента.
Первым этапом является калибровка спектрометров по длинам волн, то есть нахождение зависимости номера пикселя детектора от длины волны. На данном этапе производится: регистрация протяженного источника, сформированного лампами линейчатого спектра; привязка номера пикселя максимума спектральных линий к табличным значениям длин волн; аппроксимация полученной зависимости на промежуточные пиксели. Для данной калибровки используется ранее разработанный алгоритм калибровки по длинам волн спектрометров изображения [2].
На втором этапе проводится радиометрическая калибровка спектрометров, заключающаяся в регистрации эталона с известным распределением спектральной яркости по длинам волн. Проводится расчет коэффициента преобразования для перевода выходного сигнала спектрометров на каждой длине волны (отсчетов аналогово-цифрового преобразователя) в абсолютные единицы яркости СПЭЯ.
В настоящее время в рамках тестовых включений НА «ВСС» проводится съемка международных полигонов, по результатам которых будут сделаны расчеты и анализ расхождений измеренного спектра отражения полигонов с эталонными значениями.