![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Гайгеров С.С. Исследование синоптических процессов в высоких слоях атмосферы
.pdfатмосферы, в конце 1970 г. здесь начали зондирование с помощью ракеты М-100.
Сравнительно недавно в СССР разработана и испытана новая облегченная метеорологическая ракета ММР-06, предназначенная
для температурно-ветрового |
зондирования до |
высоты 60—65 км. |
В 1962 г. на территории |
США и Канады |
было организовано |
метеорологическое ракетное зондирование на восьми полигонах
(Грили, |
Тонопа, Пойнт-Мугу, Уайт-Сендс, |
Черчилл, |
Уоллопс- |
|||
Айленд, |
мыс Кеннеди, Эглин). Кроме того, |
на |
двух |
полигонах |
||
в Тихом океане (Эниветок, Маршалловы |
острова, и |
Баркинг- |
||||
Сендс, |
Гавайские острова) |
были осуществлены единичные |
пуски |
|||
ракет. В начальный период организации сети, с октября |
1959 |
года |
||||
до апреля 1961 г., проводились частые ракетные пуски |
в течение |
|||||
срединного месяца каждого |
сезона. Позже |
было |
найдено |
более |
целесообразным проводить наблюдения три раза в неделю в тече ние всего года [268]. К 1965 г. метеорологическая ракетная сеть США и Канады состояла из 10 станций, осуществляющих до трех пусков в неделю, и 12 дополнительных станций, производящих зондирования от случая к случаю [438]. Кроме того, два судна Во сточного испытательного полигона ВВС США проводили эпизоди ческое зондирование в различных частях Атлантического, Ин дийского и Тихого океанов (T-AGM-9 «Сьерра», T-AGM-10 «Танго») [267].
В середине 60-х годов в ряде других стран (Великобритании, Японии, Польше, Австралии, Аргентине) были созданы метеороло гические ракеты, с помощью которых началось зондирование верх ней атмосферы [9, 240, 420, 446, 436, 394, 278].
2. СОВРЕМЕННАЯ СЕТЬ РАКЕТНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ
Благодаря созданию относительно дешевых средств зондирова ния международная ракетная сеть постепенно организуется, опи раясь на аэрологическую радиозондовую сеть.
В табл. 1 представлен список станций ракетного зондирования с указанием общего количества данных по температуре и ветру, которое оказалось возможным использовать в настоящей работе. Рисунок 3 иллюстрирует освещенность ракетными наблюдениями различных географических областей.
В западной части северного полушария сосредоточено наиболь шее количество станций, кроме того, здесь имеет место наиболь
шая регулярность и частота зондирования. В конце 1968 |
г. — на |
чале 1969 г. система метеорологической ракетной сети |
(МРС) |
США состояла из 28 станций. На шести станциях пуски проводи лись почти ежедневно (Уайт-Сендс, мыс Кеннеди, Грили, ПойнтМугу, Уоллопс-Айленд, о. Вознесения). Два-три раза в неделю велись наблюдения на четырех станциях: Туле, Антигуа, Шерман, Баркинг-Сендс. На остальных станциях пуски производились от случая к случаю, причем на пяти из них наблюдения прекращены, что отмечено в примечании к табл. 1 [441, 442].
Таблица 1
Станции ракетного зондирования атмосферы
п/п |
Станция |
Широта |
долгота |
|
|
|
1 |
Акита |
39° 34' |
с. ш. |
104° |
04' |
в. д. |
|||
2 |
Андойа |
69 |
|
|
|
16 |
|
|
|
3 |
Антигуа |
17 |
09 |
|
|
61 |
47 |
3. д. |
|
4 |
Аргуэльо |
34 |
40 |
|
|
120 |
36 |
|
|
5 |
Ареносило |
37 |
06 |
|
|
6 |
44 |
|
|
6 |
Барбадос |
13 |
06 |
|
|
59 |
37 |
|
|
7 |
Баркинг-Сендс |
22 |
02 |
|
|
159 |
47 |
|
|
8 |
Барроу |
71 |
21 |
|
|
156 |
59 |
|
|
9 |
Ванденберг |
34 |
40 |
|
|
120 |
36 |
|
|
10 |
Вест-Гейриниш |
57 |
21 |
|
|
7 |
22 |
|
|
11 |
о. |
Вознесения |
7 |
59 |
ю. ш. |
14 |
25 |
|
|
12 |
Волгоград |
48 |
41 |
с. |
ш. |
44 |
21 |
в. д. |
|
13 |
Вумера |
30 |
56 |
ю. ш. |
136 |
31 |
|
||
14 |
о. |
Ган |
0 |
41 |
с. |
|
73 |
09 |
|
15 |
о. |
Гранд-Тёрк |
21 |
26 |
ш. |
71 |
09 |
3. д. |
|
16 |
Грили |
64 |
00 |
|
|
145 |
44 |
|
|
17 |
Грин-Ривер |
38 |
56 |
с. |
|
ПО 04 |
в. Д; |
||
18 |
о. |
Гуам |
13 |
37 |
ш. |
144 |
51 |
||
19 |
Карнарвон |
24 |
53 |
ю. |
ш. |
113 |
40 |
|
|
20 |
Кваджелейн, Маршал- |
8 |
44 |
с. |
ш. |
167 |
44 |
|
|
21 |
|
ловы острова |
28 |
27 |
|
|
80 |
32 |
3. Д. |
м. Кеннеди |
|
|
|||||||
22 |
Киндли, Бермудские |
38 |
22 |
|
|
64 |
40 |
|
|
23 |
|
острова |
66 |
13 |
|
|
19 |
47 |
в. Д. |
Кроногард |
|
|
Имеющееся |
||
количество |
||
данных |
по |
|
Принадлежность |
Примечание |
|
темпе |
ветру |
|
ратуре |
||
|
Япония |
6 |
6 |
|
|
Норвегия |
245 |
304 |
|
|
США |
|
|
||
>» |
1 |
26 |
|
|
Испания |
|
|
||
США |
|
13 |
Данные |
прослеживания |
|
|
|
искусственных химиче |
|
it |
366 |
705 |
ских |
образований |
|
|
|||
»» |
8 |
8 |
Гранаты |
|
я |
50 |
|
|
|
Великобритания |
88 |
|
|
|
США |
589 |
780 |
|
|
|
10 |
4 |
Трубки |
Пито, гранаты |
СССР |
244 |
230 |
|
|
Австралия |
57 |
57 |
|
|
Англия |
7 |
7 |
За 1968 |
г. |
США |
140 |
158 |
Не работает с 2 X I I 1966 г. |
|
|
447 |
912 |
|
|
it |
3 |
179 |
|
|
6 |
6 |
Гранаты |
||
Австралия |
11 |
11 |
|
|
США |
2 |
5 |
|
|
» |
819 |
1111 |
|
|
4 |
4 |
|
|
|
|
|
|
Швеция
п/п |
Станция |
Широта |
Долгота |
|
|
|
24 |
Ланды |
44 |
12 |
|
1 |
18 |
3. |
д. |
25 |
Мак-Мердо |
77° |
53' |
ю. ш. |
166° 44' |
в. |
д. |
|
26 |
Мар-Чикита |
37 |
45 |
|
57 |
25 |
3. |
д. |
27 |
Молодежная |
67 |
40 |
|
45 |
51 |
в. д. |
|
28 |
Натал |
5 |
55 |
|
35 |
10 |
3. |
д. |
29 |
Пойнт-Мугу |
34 |
07 |
с. ш. |
119 |
07 |
|
|
ЗО |
Примроз-Лейк |
54 |
45 |
|
110 |
03 |
|
|
31 |
Сан-Николас |
33 |
14 |
|
119 |
25 |
|
|
32 |
о. Сан-Сальвадор |
24 |
07 |
|
74 |
,27 |
|
|
33 |
Сиуэлл |
13 |
06 |
|
59 |
37 |
|
|
34 |
Тартагаль |
22 |
46 |
ю. ш. |
63 |
49 |
|
|
35 |
Тонопа |
38 |
00 |
с. ш. |
116 |
ЗО |
|
|
36 |
Туле, о. Гренландия |
76 |
33 |
|
68 |
49 |
|
|
37 |
Тумба |
8 |
ЗО |
|
76 |
52 |
в. д. |
|
38 |
Уайт-Сендс |
32 |
23 |
|
106 |
29 |
3. |
д. |
39 |
Уоллопс-Айленд |
37 |
50 |
|
75 |
29 |
|
|
40 |
Ушиноура |
31 |
15 |
|
131 |
05 |
в. д. |
|
41 |
Хайуотер |
45 |
01 |
|
72 |
27 |
3. |
д. |
42 |
о. Хейса |
80 |
37 |
|
58 |
03 |
в. |
д. |
43 |
Холоман |
32 |
51 |
|
106 |
06 |
3. |
д. |
44 |
Чамикал |
ЗО |
22 |
ю. ш. |
66 |
17 |
|
|
45 |
Черчилл |
58 |
44 |
с. ш. |
93 |
49 |
|
|
46 |
Шерман |
9 |
20 |
|
79 |
59 |
|
|
47 |
Эглин |
ЗО |
23 |
|
86 |
42 |
|
|
48 |
Эниветок, Маршалловы |
11 |
26 |
|
162 |
23 |
в. д. |
|
|
острова |
|
|
|
|
|
|
|
49 |
Юма |
32 |
52 |
|
1 1 4 J 9 _ 3. |
д. |
|
Имеющееся |
|
|
|
|
количество |
|
|
|
Принадлежность |
данных |
по |
|
Примечание |
темпе |
|
|
||
|
ветру |
|
|
|
|
ратуре |
|
|
|
Франция |
11 |
11 |
|
|
США |
22 |
28 |
Не |
работает с З Х 1963г. |
Аргентина |
4 |
15 |
За |
1968 г. |
СССР |
113 |
И З |
|
|
Бразилия |
9 |
9 |
Гранаты |
|
США |
645 |
1287 |
|
|
Канада |
71 |
71 |
|
|
США |
7 |
12 |
|
|
„ |
9 |
4 |
Не |
работает с 10 октя |
|
2 |
134 |
бря 1964 г. |
|
|
|
|
||
Аргентина |
8 |
11 |
|
|
США |
— |
92 |
|
|
|
174 |
250 |
|
|
Индия |
77 |
106 |
|
|
США |
597 |
1889 |
|
|
>» |
252 |
845 |
Гранаты |
|
|
57 |
54 |
||
Япония |
4 |
4 |
|
|
Канада |
— |
14 |
|
|
СССР |
356 |
338 |
|
|
США |
— |
22 |
Не работает с 20 июня |
|
|
3 |
8 |
1961 г. |
|
Аргентина |
С 17 апреля 1968 г. пе |
|||
Канада |
315 |
485 |
ренесена в Мар-Чикиту |
|
|
|
|||
|
42 |
40 |
Гранаты |
|
США |
179 |
177 |
|
|
|
69 |
86 |
|
|
tt |
20 |
32 |
|
|
tt |
— |
39 |
|
|
180 120
40
Ч&Уайт-Сендс |
Я О К и н й і й |
||
/ |
?? о Юма о |
.Уоллопс-Айл |
|
Пойнт-Myry |
Зглин]Р м. Кеннеди |
||
' |
/ |
., |
о о. Сан-Сальвадор |
|
Гранд-Терк |
о |
Рис. 3. Расположение станций ракетного |
зондирования. |
/ — стандартные метеорологические ракеты, 2 — акустическое |
ракетно-гранатное зондирование. |
Программа МРС США выполнялась в основном с помощью ракет «Аркас». В связи с возможностями миниатюризации борто вого электронного оборудования теперь сетевое температурно-вет- ровое зондирование осуществляется посредством значительно бо лее дешевой системы «Локи-Дарт». С помощью ракет «Аркас» начинают проводить озонное зондирование и эпизодические пуски по испытательным и исследовательским программам. В табл. 2 отражено положение с ракетным зондированием в 1969 г. В это время с помощью ракеты Аркас выполнялась значительная часть программы метеорологической ракетной сети США, а ракета «Вайпе-Дарт» только вводилась в систему оперативного зонди рования.
В 1972 г. основная часть программы метеорологической ракет ной сети выполнялась с помощью ракеты «Локи-Дарт», а ракета «Вайпе-Дарт» введена для оперативного использования на поли гонах мыс Кеннеди и Пойнт-Мугу. Таким образом, наряду со сни жением стоимости зондирования (переход на ракету «Локи-Дарт») из-за необходимости увеличить высоту зондирования с 65 до 90 км
стали применяться ракеты, стоящие в 3,5 |
раза дороже (табл. 2). |
Из двух канадских станций наиболее |
регулярные наблюдения |
с помощью малых метеорологических ракет производятся в Чер чилле [390].
В последние годы в рамках Международного комитета по кос мическим исследованиям (КОСПАР) образовались локальные объединения метеорологических ракетных сетей. Эксперименталь ная межамериканская метеорологическая сеть (Экзаметнет) осу ществляет объединенную программу национальных организаций Аргентины, Бразилии и США по исследованию космического про странства [279]. Как видно из табл. 1, в Южной Америке имеются две действующие станции ракетного зондирования: Натал в Бра зилии и Мар-Чикита в Аргентине. Южноамериканские станции,
как правило, используют методику и технику, |
применяемую |
в США. На полигоне Мар-Чикита запускается также |
аргентинская |
ракета. |
|
В восточном полушарии число станций ракетного зондирования явно недостаточно для исследования крупномасштабных процессов высоких слоев атмосферы над этим обширным районом. Два объе динения — Интеркосмос, включающий ряд социалистических стран Европы и Азии, и ЕСРО, объединяющее несколько западноевро пейских стран, предпринимают усилия не только в области иссле дования космического пространства, но и в отношении развития ракетных исследований атмосферы.
Станции Вест-Гейриниш (Великобритания) и Ареносило (Ис пания), а также экваториальная станция о. Ган используют анг лийскую ракету «Скуа». На индийской станции Тумба в основном применяется советская ракета М-100 (рис. 4).
Станция Молодежная в Антарктике, станции о. Ган в Индий ском океане, Тумба, Волгоград и о. Хейса создают возможность для выяснения строения и циркуляции атмосферы вдоль меридиана
![](/html/65386/283/html_f92EOo8lt4.BPhw/htmlconvd-tdfEmK16x1.jpg)
к |
Ракета |
и |
|
і«Аркас»
2«Скуа-1»
3МТ-135
4«Локи-Дарт»
5«Супер-Локи-Дарт»
6«Кеджун-Дарт»
7«Вайпе-Дарт»
8«Аркас» с ускорителем
9«Аркас-П» с ускорите лем
10«Сайдевиндер-Аркас»
11«Спарроу-Аркас»
12«Найке-Кеджун»
13«Найке-Апач»
14«Найке-Ирокез»
15«Найке-Томогаук»
16«Найке-Хайдек»
Некоторые данные о метеорологических ракетах. По Болерману [253]
|
|
|
Полезный |
груз |
|
|
|
|
(з |
|
|
|
|
О- |
|
Количество |
Основная |
|
|
|
|
|
|
пусков |
стоимость |
|
:ота |
|
|
вид |
|
И |
•Л |
в год |
(доллары |
|
|
|
ЧІ |
|||||
оэ |
|
|
|
|
диаі (см) |
и |
(1969 г.) |
США) |
3 |
|
|
|
|
S |
|||
|
|
|
|
|
й> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
65 |
Температурный зонд |
с |
11,25 |
5 |
2000 |
2000 |
||
65 |
парашютом |
|
|
|
|
|
||
То |
ж е |
|
|
11,25 |
5 |
100 |
Нет |
|
60 |
|
|
|
|
11,25 |
5 |
|
сведений |
»» |
|
|
|
Небольшое |
То же |
|||
65 |
|
|
|
|
3,66 |
1 |
количество |
|
»» |
|
|
|
1000 |
700 |
|||
75 |
Диполи |
или наполняемая |
3,44 |
1 |
500 |
500 |
||
116 |
сфера |
|
|
|
|
|
||
Диполи |
|
|
4,06 |
1 |
25 |
700 |
||
90 |
|
|
|
|
4,38 |
1,5 |
50 |
2 500 |
125 |
Наполняемая сфера |
|
5,00 |
2 |
25 |
2 500 |
||
75 |
Любой |
|
|
11,25 |
5 |
Небольшое |
3 500 |
|
120 |
|
|
|
|
11,25 |
5 |
количество |
3000 |
»» |
|
|
|
То ж е |
||||
110 |
»» |
• |
• |
|
11,25 |
5 |
ш |
3500 |
140 |
|
|
|
|
11,25 |
5 |
1*50 |
4500 |
120 |
|
|
|
|
15,00 |
25 |
6 000 |
|
160 |
|
|
|
|
15,00 |
25 |
150 |
6 000 |
220 |
|
|
|
|
19,5 |
20 |
20 |
10000 |
300 |
»» |
|
|
|
18,0 |
30 |
40 |
15000 |
300 |
1» |
|
|
18,0 |
30 |
40 |
13000 |
Таблица 2
Примечание
В 1970 г. заменена си стемой «Локи-Дарт»
Введена в конце 1968 г. на мысе Кеннеди
Использовалась на мысе Кеннеди для оператив
ных наблюдений ветра
Введена в конце 1968 г. на мысе Кеннеди
Ограниченное использо вание
Окончена разработка
Ограниченное использо вание
То ж е
практически от полюса до полюса. Данные о малоосвещенных районах Индийского океана пополняются благодаря систематиче ским рейсам советских научно-исследовательских судов, ведущих ракетное зондирование по меридиональным маршрутам. На рис. 5 нанесены маршруты рейсов судов «А. И. Воейков» и «Ю. М. Шо кальский», выполненных в период 1959—1970 гг. Нетрудно видеть,
|
ЕЩ8 |
с |
3 |
|
Ж |
9 |
|
E |
= = j |
1 |
|
IP |
|
|
|
" 1 |
2ї й |
, |
5 |
і |
|
АРАВИЙСКОЕ МОРЕ
Рис. 4. Схема расположения части служебных помещений, коммуни каций, пусковых площадок и следящих систем индийской эквато
|
риальной станции |
ракетного зондирования |
Тумба. |
|
|
|||
/ — центральный командный пункт, |
2 — склад |
ракет, |
3 — помещение |
для |
|
|||
сборки |
ракет, 4 — ЭВМ «Минск-2», |
5— пусковые площадки, 6 —бетонное |
|
|||||
укрытие |
и управление пуском, 7 — телеметрическое устройство GMD-1, 8 — ра |
|||||||
диолокационные станции «Метеор-Р» |
и «Каталь», 9 — доплеровская |
следя |
|
|||||
щая |
система DOVAP, 10 — радиолокационная станция MPS-19 и ЭВМ. |
|
||||||
что они концентрировались |
главным |
образом |
вдоль 65° в. д. и |
|||||
180° д., т. е. вдоль меридианов, |
проходящих |
через среднюю |
часть |
|||||
Индийского океана и среднюю часть Тихого океана |
соответ |
|||||||
ственно [46]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Следует |
упомянуть о метеорологических |
исследованиях |
мезо- |
|||||
сферы и нижней термосферы с |
помощью крупных ракет. СССР |
|||||||
проводит эти исследования, |
используя ракету |
MP-12, на о. Хейса, |
на станции Волгоград и на подвижных станциях — нис «Профессор Визе» и нис «Профессор Зубов». Исследования с помощью круп ных ракет ведутся в США, Франции, Канаде, Бразилии.
Недостатком организации существующей метеорологической сети наряду с малочисленностью станций ракетного зондирования и недостаточной точностью наблюдений является трудность сбора материала наблюдений, получаемого в разных странах и не всегда попадающего в международные центры данных. Большие затрудне ния возникают также при сопоставлении материалов наблюдений, проведенных по различной методике.
Начиная с середины 1971 г. организован обмен текущими дан ными ракетного зондирования между СССР и США. Обмен осу ществляется с помощью кода ROCOB, что дает возможность в опытном порядке строить разрезы и карты для высот до 60 км, отнесенные к среде каждой недели.
н а у ч н о - т е х ?; - •••
2 С. С. Гайгеров |
б и б л и ей о к а ' с-. |
|
Г л а в а I
МЕТОДЫ И ТОЧНОСТЬ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОГО РАКЕТНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ В СТРАТОСФЕРЕ И МЕЗОСФЕРЕ
1. ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ЗОНДИРОВАНИЯ И ПОДЪЕМНЫХ СРЕДСТВ
Научно-исследовательская метеорологическая ракета М-100
Метеорологическая ракета М-100 является неуправляемой двух ступенчатой ракетой, работающей на твердом топливе. Она пред назначена для зондирования стратосферы и мезосферы путем до
ставки научной аппаратуры до максимальной |
высоты |
около |
|
100 км. Вес полезного груза, включающего |
головную часть ракеты |
||
с аппаратурой и парашют, составляет 66,7 |
кг. Вес |
головной |
части |
с парашютом и парашютным отсеком превышает 77 кг. Вес изме рительной аппаратуры 13—14 кг.
Для подъема головной части на заданную высоту служит дви
гательная, |
установка, которая состоит из двух |
состыкованных |
|||
в торец твердотопливных |
двигателей |
первой и |
второй |
ступени. |
|
В табл. 3 |
представлены |
некоторые |
технические |
данные |
ракеты |
М-100. |
|
|
|
|
|
По калибру, стартовому весу системы, по объему и весу полез ного груза ракета М-100 значительно превышает малые метеоро логические ракеты и относится к классу средних ракет разносто роннего метеорологического применения (рис. 6).
Для запуска ракеты М-100 служит пусковая установка, основ ными частями которой являются лафет с подъемным поворотным и уравновешивающим механизмами, а также ствол со стопорными
устройствами и |
спиральными направляющими. При |
подготовке |
к запуску ствол |
ставится в горизонтальное положение |
и ракета |
устанавливается вдоль направляющих пусковой установки с по мощью лебедки. После определения по данным о баллистическом ветре азимута и вертикального угла установка приводится в пу сковое положение (см. рис. 2). Обычно вертикальный угол колеб лется от 80 до 85°.