САТИ-1М

Спектрометр для Атмосферных Исследований (САТИ-1М)

 

Патрульный спектрометр САТИ-1M (макет) с низким спектральным разрешением предназначен для регистрации спектрального состава и пространственного распределения собственного излучения верхней атмосферы Земли. Основное назначение – исследование возмущений в основных эмиссионных линиях и полосах (OI 557.7 нм, OI 630.0 нм, NaI 589.0-589.6 нм и др.) при гелиогеофизических возмущениях различной природы. Позволяет получать двумерное изображение дуги небесной сферы в диапазоне длин волн 400-700 нм. Спектрометр САТИ-1M собран на основе спектрографа ИСП-51 (разработка ЛОМО) и цветной ПЗС-матрицы SONY ICX285AQ (камера ВИДЕОСКАН-285, разработка НПО «ВИДЕОСКАН», http://videoscan.ru/ ) . Для согласования размеров матрицы и размеров спектров в фокальной плоскости в качестве камерного объектива установлен объектив Гелиос-40 (F=85 мм. 1:1.5). Для освещения входной щели спектрометра используется объектив Юпитер-3 (F=50 мм, 1:1.5), что позволяет получать пространственное распределение изображения неба по одной координате (по высоте щели). Установка объектива перед щелью позволяет также получать изображение спектра звезд для осуществления абсолютной калибровки спектрометра по эталонным звездам.

 

Основные технические характеристики спектрометра САТИ-1M

Поле зрения вдоль входной щели, градус ~ 25 определяется входным объективом
Поле зрения поперек входной щели, градус ≤0.45  
Рабочий спектральный диапазон, нм 400-700  
Спектральное разрешение, нм ≤10 При ширине входной щели 0.4 мм
Чувствительность, рэлей <10 для 557.7 нм и экспозиции 260 с
Частота регистрации спектров, кадр/мин ~ 0.23 штатный режим  
Режим работы Автоматический от компьютера  

 

Основные технические характеристики камеры «ВИДЕОСКАН-285»

Тип ПЗС матрицы   SONY ICX285AQ (цветная)
Разрешение (пикселей)   1392*1040
Размер пикселя (мкм)   6.45*6.45
Размер матрицы (дюйм/мм)   2/3 (8.77*6.6)
Длительность экспозиции   от 3.5 мкс до 260 сек
Биннинг (объединение пикселей)   2*2, 4*4
Разрядность АЦП (бит/пиксель)   12

 

Для спектрометра разработан пакет программ для пакетной обработки регистрируемых спектров.

Спектрометр САТИ-1М создавался как макет для отработки методики и возможностей регистрации спектров излучения среднеширотной верхней атмосферы в различных гелиогеофизических условиях.

В настоящее время рассматривается возможность создание образца светосильного спектрометра с более высоким спектральным, временным и пространственным разрешениями.

Разработка макета – А.В. Михалев
Программное обеспечение - С.М. Семенов
Установлен в Геофизической обсерватории ИСЗФ СО РАН (п. Торы, 51.8˚ N, 103.1˚ E) для опытной эксплуатации с марта 2011 г.




Общий вид спектрометра САТИ-1M

 

 

Примеры регистрируемых спектров:

 



Типичный сумеречный спектр, регистрируемый спектрографом САТИ-1М.





Ночной спектр излучения верхней атмосферы во время магнитной бури 26 сентября 2011 г. 





Ночной спектр излучения верхней атмосферы во время внезапного зимнего стратосферного потепления 3 марта 2012 г на фоне отраженного света Луны.