Компьютерное моделирование свечений ночной верхней атмосферы земли и их измерений спектрофотометрическим комплексом в эксперименте
«Гидроксил–МКС»

В НИИ прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко Белгосуниверситета совместно с Институтом земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН в рамках программы Союзного государства «Космос–СГ» разработан и создан спектрофотометрический комплекс СФК – для измерения энергетических яркостей свечений верхних слоев атмосферы с борта Международной космической станции (МКС) в космическом эксперименте «Оптические наблюдения состояния верхней атмосферы для прогнозирования геофизических катастроф (шифр «Гидроксил–МКС). Целью указанного космического эксперимента является выявление статистически значимых закономерностей долговременной изменчивости спектральной яркости гидроксильного излучения на высотах 80–93 км и яркости излучения зеленой линии атомарного кислорода (557,7 нм) на высотах 88–110 км и их связи со структурными параметрами атмосферы.
Одним из этапов разработки и введения в эксплуатацию СФК является оценка достигаемых ею параметров, а также проверка методик функционирования и работоспособности в рамках комплексных испытаний. Для этого разработана и реализована компьютерная модель, включающая два компонента.
Первый из них моделирует движение МКС по орбите, звездное небо и различные виды свечений в эмиссионных слоях верхней атмосферы и используется в составе лабораторного аппаратно-программного имитатора космического эксперимента для воспроизведения с заданным коэффициентом геометрического подобия условий космического эксперимента при наземной отработке режимов работы СФК. С использованием этого компонента разработаны алгоритм и программа наводки и удержания оптической оси прибора на светящемся слое в условиях дрейфа ориентации оптических осей станции.
Второй компонент компьютерной модели имитирует, как спектрально-пространственное распределение исследуемых свечений и фоновых помех, так и работу СФК по измерению свечений гидроксила и атомарного кислорода. Этот компонент позволяет проводить быстрый просчет различных вариантов работы прибора при изменении его параметров и характеристик свечений, что позволяет оптимизировать параметры и режимы работы СФК в лабораторных условиях без проведения дорогостоящих экспериментов.
Созданная в работе компьютерная модель внедрена и используется на лабораторном имитаторе космического эксперимента «Гидроксил–МКС» в лаборатории дистанционной фотометрии НИИПФП БГУ.