gh ЗОРКИЙ ГЛАЗ ДЛЯ ВЕРХНИХ СЛОЕВ АТМОСФЕРЫ

Издалека, по слабым радиосигналам, можно будет установить, сколько и каких техногенных выбросов попало в верхние слои атмосферы с помощью прибора, разрабатывают который российские ученые при поддержке Международного научно-технического центра. А чтобы прибор этот, интегральный спектрометр, можно было разместить на борту небольшого самолета, аэростата или спутника, авторам пришлось сделать очень маленький сверхпроводниковый приемник, позволяющий принимать радиоволны в субмиллиметровом диапазоне. Все важнейшие части этого приемника - и антенну, и гетеродин, и преобразователь, физики умудрились выполнить на одной микросхеме. И в результате - выиграть в размере и энергозатратах, не проиграв в точности и чувствительности. Опытный экземпляр нового спектрометра уже испытывают, пока в лаборатории, его авторы, сотрудники московского Института радиотехники и радиоэлектроники РАН и их коллеги из нижегородского Института физики микроструктур.

Дело в том, что в результате технической деятельности в атмосферу попадают, в количествах весьма солидных, разнообразные вещества. Некоторые из них, а именно хлорорганика, очень опасны - эти вещества разрушают озоновый слой - естественную защиту всего живого от разрушительного воздействия солнечного ветра. Поскольку многие ученые считают, что хлорорганика в атмосфере - дело рук человека, и именно она приводит к образованию озоновой дыры, появляется задача контролировать ее перемещение, особенно в верхних слоях атмосферы. Но как это сделать?

Лучший вариант решения проблемы - дистанционный контроль. Ведь постоянно летать в небо за образцами воздуха, чтобы потом в лаборатории эти образцы анализировать, невозможно. В то же время концентрация опасных молекул в атмосфере невелика, поэтому прибор для дистанционного контроля должен быть весьма чувствительным и, разумеется, селективным - позволяющим проводить и качественный, и количественный анализ микроколичеств примесей опасных соединений в воздухе.

Сделать это сможет спектрометр, разрабатывают который российские физики. Его основа, собственно интегральный сверхпроводниковый приемник субмиллиметрового диапазона, получился маленьким, поэтому охлаждать его жидким гелием не очень сложно. Ведь все подобные устройства работают только при очень низких температурах - к сожалению, сделать материалы, обладающие сверхпроводимостью при обычной температуре, никому пока не удалось. Поэтому обычно сверхпроводниковые устройства требуют громоздкого охлаждающего оборудования и, соответственно, затрат энергии на их работу. На земле это не имеет значения. Но на ее поверхности слабые радиоволны от молекул, находящихся высоко в атмосфере, уловить трудно - пары воды поглощают интересующий диапазон частот. Приходится спектрометр поднимать повыше, например, на аэростате. Громоздкое энергоемкое оборудование для такого анализа не годится - нужно маленькое, требующее совсем немного энергии. Вот такой прибор и сконструировали ученые под руководством профессора Валерия Кошельца.

Фиксируя и специальным образом обрабатывая спектр радиоизлучения в области 500-650 ГГц, прибор сможет по этим спектрам определить, какие из искомых молекул есть в атмосфере и какова их концентрация. Особое устройство с поворотным зеркалом позволит просканировать атмосферу под разными углами по отношению к горизонту и создать трехмерную карту распределения вредных веществ в воздухе. Чувствительность прибора такова, что он способен найти считанные молекулы на расстоянии в сотни километров! Разумеется, работать спектрометр будет синхронно с системой позиционирования под управлением бортового компьютера, программу для которого авторы тоже разрабатывают.

Прототип спектрометра ученые уже сделали совместно с голландским Институтом космических исследований и теперь его совершенствуют. А в воздух на аэростате первый спектрометр полетит уже через год-полтора. Тут-то и будет ясно, сколько хладагентов, вспенивателей и прочей пожирающей озон дряни напускают в атмосферу люди, где и когда.

***