Лидар, который будет построен в рамках НГК РАН, не имеет аналогов в мире

Институт солнечно-земной физики СО РАН получил положительное заключение Главгосэкспертизы России на проект строительства лидара.

Документ выдан по результатам государственной экспертизы результатов инженерных изысканий. При проектировании учтена сейсмичность в 8,4 балла.

Объект будет возведен в рамках реализации укрупненного инвестиционного проекта «Национальный гелиогеофизический комплекс РАН» (НГК РАН) и предназначен для изучения нижних и верхних слоев атмосферы. Завершить строительство лидара планируется в 2030 году.

Как сообщил кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией физики атмосферы ИСЗФ СО РАН Александр Белецкий, проект лидара разработан совместно с Институтом оптики атмосферы имени В.Е. Зуева СО РАН (Томск), работа над проектом началась в 2007 году. У томских ученых накоплен большой опыт работы с лидарными технологиями – Институт оптики атмосферы располагает комплектом разнообразных лидаров собственной разработки, в том числе лидаром с трехметровым зеркалом, установленным на Сибирской лидарной станции. Иркутяне больше ориентированы на исследование верхних слоев атмосферы (выше 50 км), в том числе на изучение влияния приземной атмосферы на вышележащие слои атмосферы, томичи – на анализ нижних слоев атмосферы.

Комплекс оборудования будет построен в урочище Харикта (Ольхонский район Иркутской области). Он будет состоять из высотного лидара, предназначенного для измерения параметров атмосферы в диапазоне высот от 10 км до 500 км, и тропосферного лидара, ориентированного на исследование нижних слоев атмосферы. Подобных лидарных комплексов в мире пока нет. Основное оборудование – оптическая система, комплект мощных лазеров, чувствительная приемная система с подавлением шумов и комплекс обработки данных.

Фундамент будущего лидарного комплекса развязан с внешней оболочкой, на которой расположится раздвижной купол, чтобы ветровые нагрузки не передавались на аппаратуру. Высота башни, в которой будут находиться зеркала высотного лидара, составит 12 метров. Сдвижная крыша башни обеспечит защиту зеркал от пылевых загрязнений и осадков.

Оптическая система высотного лидара будет состоять из шести приемных зеркал и одного передающего, апертура приемных зеркал составит около 7 кв. м, диаметр передающего зеркала – 1 м. Предусмотрено, что оптическая система сможет наклоняться на 35 градусов от зенита.

Передающее зеркало будет запускать в атмосферу лазерное излучение, при этом задействуют несколько лазеров на разные спектральные диапазоны, которые работают на разных высотных уровнях и с разными атмосферными составляющими. Обратное излучение поступит на матрицу приемных зеркал, а затем данные аккумулируются на приемном оборудовании. Ученые в итоге получат высотные профили концентрации атмосферных составляющих, температуры и ветра. Данные высотного лидара помогут ученым изучить фотохимию атмосферы, климатические изменения, взаимодействия нейтральной и заряженной компонент атмосферы, возникновение и динамику спорадических слоев ионосферы, стратосферные аэрозоли, содержание озона в атмосфере.

— Тропосферный лидар будет иметь отдельный купол, он сможет «смотреть» от 0 до 90 градусов от зенита и на 360 градусов по азимуту. Зеркала этого лидара будут меньшего диаметра, чем у высотного лидара. Тропосферный лидар больше ориентирован на исследование экологии Байкала, поведение приземной атмосферы в горной местности, перенос аэрозолей в атмосфере, - пояснил Александр Белецкий.

Проектом предусмотрено размещение на комплексе лидаров дежурной смены ученых, когда инструмент запустят в эксплуатацию, планируется расширить состав лаборатории физики атмосферы ИСЗФ СО РАН или организовать специализированную совместную лабораторию.

Справка:

Первый этап проекта НГК РАН включал в себя строительство комплекса оптических инструментов в поселке Торы (Бурятия), многоволнового радиогелиографа в поселке Бадары (Бурятия) и проектирование крупного солнечного телескопа-коронографа с диаметром зеркала три метра.

Вторая очередь проекта НГК РАН включает строительство лидара и комплекса радаров на Малом море, нагревного стенда под Ангарском (Одинск) и центра обработки данных (Иркутск).