Ващенко Володимир Миколайович. Активні і пасивні методи і прилади для моніторингу аеро-, біо- і літосфери Землі: дисертація д-ра фіз.-мат. наук: 01.04.01 / Одеський національний політехнічний ун-т. - О., 2003.
Анотація до роботи:
Ващенко В.М. Активні і пасивні методи і прилади для моніторингуаеро-, біо- і літосфери Землі. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.01 – фізика приладів, елементів і систем. – Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2003.
Розроблено і доведено до натурних випробувань в умовах відкритого космосу новий апаратурний комплекс, здатний виконувати одночасні вимірювання загального вмісту озону і вертикального розподілу концентрації озону з оптимальними часовими інтервалами за надирною геометрією у відповідності до стану наземної приймальної апаратури.
Теоретично обгрунтовано і створено оптико-фізичні подвійні монохроматори для космічних УФ-спектрометрів з коефіцієнтом подавлювання паразитно розсіяної УФ-радіації 10-6.Розроблено універсальний подвійний монохроматор з підвищеною прецизійністю і надійністю, який дозволяє виконувати контрольне високопрецизійне юстування всіх оптичних елементів схеми в видимому діапазоні спектру.
Розроблено систему компенсації поляризаційного впливу дифракційного симетричного подвійного монохроматора на результати вимірювань УФ-радіації. Створено метрологічний апаратурний комплекс для юстування і градуювання енергетичної спектральної чутливості та динамічного діапазону УФ-спектрометра-озонометра.
Модифіковано оптико-фізичну концепцію стоксметра для космічних спектрополяриметричних вимірювань атмосферних компонент в УФ-діапазоні спектру (220-300 нм).
Розроблена нова концепція термобуріння для контактного проникнення в глибинні надра літосфери Землі з використанням атомного реактора як теплогенератора для забезпечення тепловою енергією проплавлення тугоплавких порід.
1. Розроблено і доведено до натурних випробувань в умовах відкритого космосу новий апаратурний УФ-комплекс, здатний виконувати вимірювання ЗВО і ВРКО з оптимальними часовими інтервалами за надирною геометрією у відповідності із станом наземної приймальної апаратури.
Для географічного інтервалу усереднення (500 км) похибка виміру для ЗВО становить 3%, а відповідна похибка для ВРКО становить 7-12% при інтервалі усереднення 1000 км.
2. Вперше виконано теоретичні розрахунки и створено оптико-фізичні схеми подвійних монохроматорів для космічних УФ-спектрометрів з коефіцієнтом подавлювання паразитно розсіяної УФ-радіації 10-6 на базі сферичних класичних і некласичних дифракційних гратках з постійним і змінним кроком нарізки штрихів.
Застосування некласичних дифракційних граток із змінним кроком нарізки штрихів, які дозволили цілеспрямовано перерозподілити енергію випромінювання і максимально сконцентрувати її в робочому спектральному порядку, збільшило відношення сигнал/шум в 1,5-2 рази.
3. Вперше для підвищення прецизійності, надійності і безпечності юстування подвійного монохроматора, його оптико-фізична схема була розроблена так, що дозволяла виконувати контрольне високопрецизійне юстування всіх оптичних елементів схеми в видимому діапазоні спектру із застосуванням джерел випромінювання видимого діапазону без наступного порушення спектральних параметрів схеми після її повернення в режим роботи в УФ-діапазоні спектру. Реалізація такої методики юстування здійснена шляхом розробки універсальної схеми подвійного монохроматора з меридіональним, двоповерховим розташуванням дифракційних граток без порушення умов сагітальності їх роботи.
Створений УФ-монохроматор дозволяє вирішувати одночасно дві задачі: озонометричні вимірювання ЗВО і ВРКО та вимірювання загальної вмісту кисню і висоти верхньої межи хмар на довжинах хвиль безпосередньо в смузі поглинання кисню (l=738 нм) та у вікні прозорості атмосфери (l=762 нм).
4. Вперше розроблено систему компенсації поляризаційного впливу дифракційного симетричного подвійного монохроматора на результати вимірювань УФ-радіації. Використання цієї системи компенсації дало можливість повністю виключити поляризаційний вплив монохроматора на довжині хвилі l=325 нм і знизити його більш ніж в 2 рази на краях робочого спектрального інтервалу.
5. Вперше створено метрологічний апаратурний комплекс для юстування і градуювання енергетичної спектральної чутливості та динамічного діапазону УФ-спектрометра-озонометра. Для підвищення точності градуювання спектральної енергетичної чутливості УФ-спектрометра, було виконано контрольне градуювання вторинних робочих джерел випромінювання і самого УФ-спектрометра по синхротронному випромінюванню.
Створений метрологічний апаратурний УФ-комплекс, атестований як нестандартне обладнання для виконання складних метрологічних процедур: центрування довжин хвиль та енергетичної спектральної чутливості робочих спектральних каналів на базі точкових і площинних джерел випромінювання, градуювання ламбертівських розсіювачів сонячного випромінювання для орбітального калібрування УФ-спектрометра, атестація поляризаційних характеристик.
6. Розроблено оптико-фізичну концепцію стоксметра для атмосферних спектрополяриметричних вимірювань. Показано, що для приладу, в якому при вимірюванні малих поляризацій (декілька відсотків) позиційний кут може визначатися с похибкою 1,5-2,5, необхідна точність вимірювань 0,3 може бути реалізована лише за рахунок статистики.
7. Вперше здійснено математичну постановку задачі надглибокого ко-нтактного термопроникнення шляхом проплавлення оточуючого середовища внаслідок руху в ньому під дією гравітації джерела тепла довільної форми та розроблено підхід до її розв’язання. Сформульована та розв’язана задача оптимізації процесу контактного термопроникнення.
Суть фізичної ідеї полягає в тому, що в силу низької теплопровідності гірських порід земної кори, затухання теплових збурень в навколозондовій області в напрямку лобової поверхні складає всього кілька сантиметрів, а товщина шару розплаву в лобовій зоні термозонду дуже мала в порівнянні з характерними розмірами термозонду (порядку 10-510-6 ), що й забезпечує високу ефективність використання теплової енергії для проплавлення порід.
8. Вперше розроблено метод оцінки значень основних інженерних параметрів контактного термоплавлення низькотеплопровідних речовин. Розроблено основи інженерно-технічної концепції автономного термозонду як засобу для надглибокого проникнення в надра літосфери Землі.
Отримано співвідношення між швидкістю проникнення і температурою робочої поверхні термозонду, яке дозволило одержати чисельні значення швидкості для гірських порід (u=(1,0851,825)10-4 м/с при 14001600 С) і льоду (u = (7,6923,10)10-4 м/с при 1090С).
9. Вперше розроблена нова методологія термобуріння для контактного проникнення в глибинні надра літосфери Землі з використанням ядерного реактора як теплогенератора для забезпечення тепловою енергією проплавлення тугоплавких порід. Цей підхід може дозволити здійснити транскорове проникнення і проводити геотехнічні та геопромислові експериметни, оскільки метод контактного проникнення не має альтернативи за швидкістю і глибиною проникнення в глибинні надра.
Несмеянович А.Т., Ивченко В.Н., Близнюк Н.Н., Ващенко В.Н., Дзюбенко Н.И., Докукин В.С., Смелянский В.Н. Оптические эффекты в космическом эксперименте "Зарница-1" // Космические исследования на Украине. – 1978, вып. 12. - С. 88-92.
Ващенко В.Н., Ивченко В.Н., Пасошникова Л.П. Телевизионные наблюдения в эксперименте "Фейерверк" // Космические исследования на Украине. – 1979, вып.13. - С. 49-52.
А.с. 213152 СССР МКИ G01J3/03 / В.Н.Ващенко, В.П.Волос, А.В.Педоренко (СССР). - №3086872; Заявлено 19.03.84; Опубл. в бюл. изобр. СССР 02.01.85.
А.с.246899 СССР МКИ G01J3/06 / В.Н.Ващенко, А.В.Педоренко, Лоза А.И. (СССР). - № 3120976; Заявлено 30.07.85; Опубл. в бюл. изобр. СССР 04.01.87.
Двойной дифракционный монохроматор: А.с. 1365867 СССР МКИ G01J3/03 / В.Н. Ващенко, А.В. Педоренко (СССР). - № 3922651; Заявлено 01.07.85; Опубл. в бюл. изобр. СССР 08.09.87.
А.с. 279839 СССР МКИ G01J3/06 /В.Н.Ващенко, В.М.Волков, А.И.Лоза, А.В.Слободянюк (СССР). - № 3173890; Заявлено 22.06.87; Опубл. в бюл. изобр. СССР 01.08.88.
А.c. 249877 СССР МКИ G01J3/06 / В.Н.Ващенко, В.П.Волос, А.В.Педоренко (СССР). - №3122678; Заявлено 01.07.85; Опубл. в бюл. изобр. СССР 02.03.87.
.Ващенко В.Н., Попов О.С., Рубо Г.А. Телевизионные наблюдения солнечной короны во время затмения Солнца 1986 г. // Проблемы космической физики. – 1987, вып 4. - С. 115-118.
Ващенко В.Н., Андриенко Д.А., Белокриницкая Л.Н. и др. Спутниковый спектрометр БУФС-2 для измерения озона методом обратного рассеяния. - Космическая наука и техника. – 1988. - вып. 7, С. 115-120.
Ващенко В.Н., Андриенко Д.А., Барышева В.И. Аппаратура для исследования озона с борта ИСЗ "Метеор-3" // Исследования Земли из космоса. – 1989. - N 1. - С. 78-84.
Ващенко В.Н., Остапенко В.А., Демонтович А.Ю., Пащенко Г.В., Чеснок Ю.А. Автоматизация спектральних исследований активных образований на Солнце // Вестник Киевского ун-та. Сер. Астрономия. – 1990. - №32. - С.82-84.
Vashchenko V.N., Andrienko D.A. et al. Satellite spectrometer BUFS-2 for ozone measurements by backscattering // Adv. Space Res. - 1993. -Vol. 13, № 1. – Р. 329-339.
Ващенко В.М., Писаренко Т.В. Про можливості контактного понадглибинного проникнення // Вісник Київського ун-ту. Сер. фіз.-мат. наук. - 1995.- вип.1. - С. 326-336.
Ващенко В.М., Мистецький Г.Ю., Писаренко Т.В. Проблеми радіаційної екологічної безпеки внаслідок міграції радіонуклідів в водоносному шарі грунту // Вісник Київського ун-ту. Сер. фіз.-мат. наук. - 1996. - №1. - С.388-401.
Vaschenko V., Patlashenko Z., Loza A. Ultimate capabilites of space UV ozonometry. // Proceedings of SPIE. – 1996. – Vol. 3237. - P. 31-42.
Ващенко В.М., Писаренко Т.В. Проблеми вибору конструкційних матеріалів для понадглибинних термозондів // Вісник Київського ун-ту. Сер. фіз.-мат. наук.- 1998. - №1. - С. 318-330.
Патент № 32787А Україна, МКИ Е 21 В 7/14. Автономний понадглибинний термозонд / Ващенко В.М., Писаренко Т.В. / №98041941/19(908); Заявл. 16.04.98; Опубл. 15.02.01, Офіційний бюлетень промислової власності №1, - 4с.
Русов В.Д., Глушков А.В., Ващенко В.Н., Михалусь О.Т., Хохлов Н.В. О возможном генезисе фрактальных размерностей в системе "турбулентные пульсации космической плазмы- спектр ГКЛ-турбулентные пульсации в атмосфере" // Труды Украинского научно-исследовательского гидрометеорологического института. – 2002. - вып. 250. – С.107-114.
Русов В.Д., Глушков А.В., Ващенко В.Н., Михалусь О.Т., Хохлов Н.В.Енергобалансова модель глобального клімату та її зв’вязок з теорією ритму льодовикових періодів Міланковича. Ч.1. Теорія // Вісник Київського ун-ту. Сер. фіз.-мат. наук. – 2003. - вип. 2. - С. 386-399.
Русов В.Д., Глушков А.В., Ващенко В.Н., Михалусь О.Т., Хохлов Н.В.Енергобалансова модель глобального клімату та її зв’вязок з теорією ритму льодовикових періодов Міланковича. Ч. 2. Принцип Тома і довгоперіодичні коливання температури в енергобалансовій моделі клімату // Вісник Київського ун-ту. Сер. фіз.-мат. наук. – 2003. - вип. 2. - С.- 400-407.
Ващенко В.М., Лоза А.I., Патлашенко Ж.I. Абераційна теорія озонометричних подвійних дифракційних УФ монохроматорів з відніманням дисперсії на сферичних гратках // Вісник Київського ун-ту. Сер. фіз.-мат. наук. – 2003. - вип. 3. - С. 323-330.
Ващенко В.М., Патлашенко Ж.I., Черниш О.Є. Метрологічні основи енергетичного калібрування супутникових УФ озонометрів // Вісник Київського ун-ту. Сер. фіз.-мат. наук. – 2003. - вип. 3. - С. 331-339.
Русов В.Д., Глушков А.В., Ващенко В.Н. Астрофизическая модель глобального климата Земли. – К.: Наукова думка, 2003. – 212 с.
