The Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS has obtained a positive assessment from Glavgosexpertiza of Russia for its Lidar construction project. The document was issued following state expert reviews of engineering survey outcomes. Seismic resistance up to 8.4 magnitude has been considered during planning stages. The Facility will be constructed within the framework of the expanded investment project "National Heliogeophysical Complex of RAS (NHC RAS). It aims at at researching lower and upper atmospheric layers. Completion of the construction is scheduled for 2030.

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).