Программа ученых из МГУ улучшит работу радаров на межпланетных зондах

Физики из России и Европы разработали уникальный алгоритм, который позволяет улучшать качество работы радаров, установленных на борту спутников, изучающих Марс, Луну и другие планеты, и очищать их сигнал от помех, говорится в статье, опубликованной в журнале Radio Science.

"Мы планируем интенсивно использовать наш алгоритм в исследованиях небесных тел, Луны, Марса и спутников Юпитера в рамках исследовательских программ "Марс Экспресс", Mars Reconnaissance Orbiter, JUICE и других космических аппаратов, которые уже запущены или будут отправлены в космос", — заявил Ярослав Илюшин, физик из МГУ имени М.В. Ломоносова.

Многие космические зонды, изучающие сегодня планеты Солнечной системы, оснащены набором радаров, чьи радиоволны могут проникать на достаточно большую глубину в недра планеты и собирать данные об их устройстве и рельефе. Подобная информация уже помогла ученым совершить массу открытий – к примеру, радар SHARAD на борту зонда MRO смог измерить толщину полярных шапок Марса, найти гигантские залежи льда в его средних широтах и оценить общие запасы воды на красной планете.

С другой стороны, многие мелкие детали поверхности планет остаются неизвестными для ученых, так как в сигнале подобных радаров неизбежным образом появляются шумы, порожденные процессами в ионосфере планет или космическими лучами и солнечной плазмой. Вдобавок, их работе мешают сами неровности поверхности планеты, вносящие дополнительное "эхо" и прочие помехи в данные, которые собирает SHARAD и его "кузены".

Илюшин и его коллеги выяснили, как можно "удалить" эти помехи из сигнала, создав компьютерную модель радара, которая предсказывает, где должны появляться эти шумы и с чем они будут связаны, опираясь на данные по топографии планеты и тому, как работает сам прибор. Помимо особенностей рельефа, этот алгоритм учитывает и то, как ионосфера Марса и других миров воздействует на радиоволны радаров и рассеивает их.

Для демонстрации его работоспособности ученые использовали данные по устройству поверхности и структуре недр Марса, которые собирали два разных инструмента – лазерный высотометр MOLA на борту зонда Mars Global Surveyor и радар MARSIS, установленный на межпланетной станции "Марс-Экспресс".

Используя данные с MOLA и данный алгоритм, ученые смогли удалить большую часть помех из сигнала MARSIS, уменьшив их силу на 15-25 децибел, и заметно улучшить качество картинки даже в тех случаях, когда зонд "смотрит" на Марс с самых неудобных углов зрения. Как надеются ученые, их разработка найдет свое применение в работе и уже существующих, и готовящихся к запуску миссий к Марсу и другим планетам Солнечной системы.

Источник