Молодой ученый ИОА СО РАН разрабатывает оптическую модель перистых облаков для лидара орбитальной станции РОС

Научная тематика, которой занимается Илья Валерьевич и его коллеги, особенно актуальна в условиях подготовки к созданию новой Российской орбитальной станции. Формирование РОС планируется начать в 2027 году с запуска базового модуля. В связи с этим возрастает потребность в разработке научно-технического обеспечения ее исследовательских инструментов. Так, утвержденная в 2023 году концепция РОС предусматривает установку поляризационного лидара для непрерывного мониторинга состояния атмосферы Земли в интересах климатических исследований и контроля ее состава.

– Корректная интерпретация лидарных сигналов требует адекватной оптической модели облаков верхнего яруса, состоящих преимущественно из ледяных кристаллов. Помимо разработки аппаратуры требуется, чтобы лазерные импульсы превратились в точные климатические данные, для чего строятся численные модели, описывающие, как именно свет отражается от миллионов ледяных кристаллов в облаках. Поэтому необходимо создать банк данных, который учитывает не только распределение ледяных кристаллов по размерам, но и их форму и ориентацию. В решении этой научной задачи важную роль играет разработанный в ИОА СО РАН новый метод физической оптики и его программная реализация, – рассказывает Илья Валерьевич.

Как объясняет молодой ученый, ключевая особенность метода заключается в корректном учете волновой природы света, что не может обеспечить геометрическая оптика, в учете пространственной ориентации частиц. Разработка программной реализации метода физической оптики была удостоена медали РАН в 2018 году. Значительный вклад в эту работу внес доктор физико-математических наук Александр Коношонкин, главный научный сотрудник ИОА СО РАН.

Президентский стипендиат из ИОА СО РАН закончил бакалавриат на радиофизическом факультете Томского государственного университета, а магистратуру – в Институте прикладной математики и компьютерных наук ТГУ. В настоящее время он готовит кандидатскую диссертацию под руководством старшего научного сотрудника ИОА СО РАН кандидата физико-математических наук Виктора Шишко.

Банк данных, созданный в рамках тематики его диссертационной работы, охватывает большое разнообразие форм кристаллических частиц: от простейших гексагональных частиц до сложных агрегатов размерами от 10 до 1000 микрометров. Расчет проводится на различных длинах волн, в том числе на тех, которые применяются в лазерных системах госкорпорации «Роскосмос», работа поддержана грантом Российского научного фонда (проект № 25-77-10053).

Всего на конкурс президентских стипендий в этом году поступило свыше 6 тысяч заявок, из которых эксперты отобрали 800 молодых исследователей со всей страны. Томичей среди них более пятидесяти, это аспиранты из ТПУ, ТГУ, ТУСУР, ТНИМЦ РАН, Института физики прочности и материаловедения СО РАН и Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН.

Источник: Новости ТНЦ СО РАН