Техника - молодёжи 1986-04, страница 26

волны очень слабо поглощаются в атмосфере, самые густые облака для них столь же прозрачны, как оконное стекло для видимого света. Не влияют на радиоизмерения и условия освещенности. Ночью в радиолучах «видно» так же хорошо, как днем.

Но что, собственно, мы «увидим» с помощью радиометра, установленного на самолете или искусственном спутнике Земли (ИСЗ)? Энергия теплового излучения, как уже сказано, зависит от температуры. А у объектов на земной поверхности она практически постоянна и составляет примерно 300 К. Значит, и сигнал, принимаемый радиометром от разных участков поверхности, меняться практически не будет, и никакого изображения мы не получим.

Не станем торопиться с выводами. Обратимся к простому опыту. Кусок стали, нагретый до 800°С, светится вишнево-красным цветом, а кварцевый образец при той же температуре остается совершенно прозрачным и в видимом диапазоне практически не излучает. Этот факт подтверждает правило, сформулированное швейцарским физиком и философом Пьером Прево еще в 1809 году,— если два тела поглощают разные количества энергии, то и испускание должно быть различно. Через полстолетия, в 1859 году, Кирхгоф дал этому закону строгую математическую формулировку. Он установил, что испускательная способность, то есть мощность, излучаемая единицей поверхности тела, связана с его поглощательной способностью — отношением поглощенного телом потока энергии (мощности излучения) к общему падающему на него потоку. Оказалось, что при одной и той же температуре интенсивнее излучают такие тела, у которых больший коэффициент поглощения.

Радиометр, регистрируя тепловое излучение того или иного участка поверхности Земли, фактически замеряет не абсолютную, а так называемую яркостную температуру, но она зависит от природы конкретного объекта, гладкости его поверхности и т. д. Поэтому разница яркостных температур различных объектов, или, как говорят, яркостный контраст, может достигать весьма больших значений, вплоть до 100 К. При этом реальная температура у них одинакова.

Впервые в мире измерение радио

теплового излучения земной поверхности с ИСЗ было осуществлено аппаратурой, установленной на советском спутнике «Космос-243». Через четыре года аналогичные исследования провели американские ученые.

НЕВИДИМЫЙ ПОРТРЕТ

Измерение радиотеплового излучения — это, как говорят физики,

пассивный метод дистанционного зондирования. А почему бы не воспользоваться и активным, радиолокационным? Ведь могут же наземные радары обнаруживать объекты в небе или на море, а судовые радиолокационные станции (РЛС) давать штурманам информацию об очертаниях берегов

Первые попытки использовать самолетные'локаторы для наблюдения за землей успеха не принесли. Дело в том, что применявшиеся панорамные РЛС, иначе их еще называют РЛС кругового обзора, по разрешающей способности на

много уступали оптическим системам — небольшие объекты, расположенные рядом, локатор воспринимал как один. Специалисты подсчитали, что для получения требуемой «остроты зрения» РЛС необходимо довести величину отношения размеров антенны к длине излучаемых волн по крайней мере до 50. Чтобы этого достичь, нужно либо увеличить размер антенны, либо уменьшить длину волны. Но оба способа на практике реализовать не удалось. Вращающиеся

антенны панорамных РЛС получались столь большими, что не помешались на самолете. Пробовали конструкторы уменьшить длину волны — это привело к резкому поглощению излучения атмосферой. Локатор практически «ослеп».

Выход удалось найти, использовав принцип бокового обзора (БО).

Представьте себе, что вы едете в поезде и смотрите в окно. Перед вашими глазами проплывают все новые и новые виды. Точно так же и локатор бокового обзора посылает луч, перпендикулярный движению самолета или ИСЗ, и таким образом просматривает землю.

Устройство ЗЭЛТ: 1 — катод, 2 — первый анод, 3 — стирающий электрод, 4 — второй анод, 5 — выравнивающая сетка, 6 — управляющий электрод, 7 — электронный луч, 8 — мишень, 9 — отклоняющие катушки, 10 — фокусирующая катушка, 11 — корректирующие катушки.

24