Молодой ученый ИОА СО РАН разрабатывает оптическую модель перистых облаков для лидара орбитальной станции РОС
Научный сотрудник лаборатории рассеяния электромагнитных волн Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН Илья Ткачев вошел в число победителей третьего конкурсного отбора на назначение стипендии Президента РФ для аспирантов и адъюнктов. Его аспирантская работа посвящена созданию оптической модели перистых облаков, необходимой для лидарных наблюдений за земной атмосферой из космоса.
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.
© Пресс-служба ИОА СО РАН (текст)
© Пресс-служба ТНЦ СО РАН (фото)
