Исследование пропускания атмосферы над морским горизонтом в красной и ближней инфракрасной областях спектра

В настоящее время наблюдается значительная активизация исследований, связанных с развитием методов навигации, обладающих повышенной устойчивостью и надежностью в условиях возможного радиоэлектронного противодействия. Указанная цель достигается за счет расширения числа источников навигационной информации. Одним из возможных источников навигационной информации является использование наблюдаемой линии горизонта и объектов, находящихся на предельных для наблюдения расстояниях, как для определения направления местной вертикали, так и для корреляционно-экстремальной навигации.
Однако, наблюдение линии горизонта и удаленных объектов на горизонтальных трассах на Земле (в отличии, например, от Луны) существенно осложняется наличием плотной атмосферы. Вариации температуры, давления и влажности атмосферы порождают вариации степени её рефракции. Наличие в атмосфере аэрозолей, а также нестабильность их концентрации и состава во времени обуславливают многократное ослабление оптического излучения, также нестабильное во времени. Такие флуктуации существенно затрудняют обнаружение и распознавание как линии горизонта, так и объектов, находящихся на предельных расстояниях.
Для экспериментальной оценки коэффициента пропускания атмосферы нами были проведены наблюдения звезд над морским горизонтом с высоты 370 м в районе п. Симеиз (Крым). В данном докладе получила дальнейшее развитие методика фотометрических измерений при мониторинге морского горизонта, доложенная в 2013 году. В частности анализируются ансамбли результатов измерений одновременно по нескольким звездам, находящимся в поле зрения с целью оценки пространственной и временной структуры атмосферных неоднородностей. В качестве исходной информации использованы результаты фотометрических измерений, полученных при мониторинге морского горизонта, который проводился в 2013-2014 гг.
Съемка производилась с использованием ПЗС камеры (Meade DSI Pro SONY ExView HAD™ Monochrome CCD 510x492) и объектива Мир-20 (F20 мм, 1:3.5) через широкополосный светофильтр с коротковолновой границей 550 нм и узкополосные светофильтры 770, 867 и 938 нм. Поле зрение камеры составляло около 12 градусов. Камера при съемке устанавливалась неподвижно и снимала звездное небо в нескольких градусах над горизонтом. Оценка внеатмосферной яркости звезд проводилась в предположении чернотельного распределения энергии в их спектре с использованием данных астрономических каталогов об их светимостях и спектральных классах. Калибровка камеры производилась путем съемки звезд вблизи зенита.
Проведенные исследования показали, что пропускание атмосферы меняется в широких пределах и, примерно, линейно увеличивается вблизи горизонта на 10-30% с уменьшением зенитного расстояния на один градус.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 12-08-00863-а).