История

Научное направление «Оптическое дистанционное зондирование» зародилось в Институте физики АН БССР в 1961 г., когда на базе специальной группы Михаил Александрович Ельяшевич организовал лабораторию высокотемпературной оптики (ЛВТО). В состав лаборатории входили сотрудники Л.И. Киселевский, В.Е. Плюта, В.Д. Шиманович, Г.С. Романов, Ю.В. Ходыко и др.

Актуальность тематики и работ, выполняемых под руководством М.А. Ельяшевича совместно с КБ академика С.П. Королева, в которую входили работы по моделированию плазменной оболочки, образующейся при вхождении космических аппаратов в плотные слои атмосферы, содействовали подготовке высококвалифицированных научных кадров ЛВТО. 

В 1961 г. в ЛВТО – один кандидат наук, в 1967 г. – семь. В 1968 г. в лаборатории уже работало 63 человека. 

В 1968 г. начался неизбежный процесс «почкования» коллектива. Из ЛВТО выделяется лаборатория спектроскопии низкотемпературной плазмы (ЛСНТП) во главе с Л.И.Киселевским. Фронт работ ЛСНТП был очень широк. Это физика газового разряда; дуговой, газовый и тлеющий разряды; технологическая плазма; взаимодействия электромагнитного излучения с плазмой; создание малогабаритной спектральной аппаратуры и изучение входа космических аппаратов в плотные слои атмосферы. Одним из главных направлений исследований было «космическая спектроскопия Земли». Белорусские ученые одними из первых разработали и создали приборы для изучения земной поверхности из космоса спектральными методами. 

В 1968 г. по инициативе и под руководством Леонида Ивановича Киселевского в ЛСНТП Института физики АН БССР были начаты работы по космической спектроскопии Земли. Это были работы по созданию специальной аппаратуры и фундаментальные исследования по изучению неизвестных в то время физических и оптических свойств атмосферы и поверхности Земли, а также прикладные исследования, которые проводились с орбитальных научных станций (ОНС) «Салют», «Мир» и Международной космической станции (МКС).

Обсуждение первых результатов космических экспериментов (слева направо: В.Е.Плюта, Б.И.Беляев, Л.И.Киселевский)

Ряд исследований был проведен совместно с сотрудниками лаборатории спектроскопии низкотемпературной плазмы, а затем лаборатории дистанционной спектроскопии Института физики АН БССР (НАН Беларуси) под руководством В.Е. Плюты, а также со специалистами создававшими аппаратуру серии МСС–2 и СКИФ–М сотрудниками СКТБ с ОП ИФ АН БССР под руководством А.В. Киреева. Аппаратура для ОНС «Мир» и МКС создавалась сотрудниками СКТБ с ОП БГУ, а затем лаборатории электронных методов экспериментальной физики (сейчас - лаборатория оптико-электронных систем) НИИПФП БГУ под руководством В.А. Сосенко.

Направление этих исследований вылилось в создание крупной научной школы, которая начала свое существование в стенах Института физики Академии наук БССР и получила затем свое развитие в Белгосуниверситете. В ходе исследований и разработок по этой тематике было опубликовано более 400 научных работ, защищено 16 кандидатских и 6 докторских диссертаций, при том не только белорусскими учеными. Результаты совместных исследований вошли в кандидатскую диссертацию нашего земляка летчика-космонавта В.В. Коваленка, в докторские диссертации летчиков-космонавтов Г.М. Гречко и В. П. Савиных. За цикл этих работ Л.И.Киселевский, А.Ф.Чернявский и Б.И.Беляев с соавторами были удостоены Государственной премии СССР 1991 г. в области науки и техники.

Высокую оценку также получили молодые сотрудники ИФ АН БССР, СКТБ с ОП ИФ АН БССР и НИИ ПФП БГУ. За цикл работ по космической спектроскопии излучений Земли в 1989 г. была присуждена премия Ленинского комсомола Белоруссии.

В 1970 г. по договору с научно-производственным объединением (НПО) «Энергия» Институтом физики была начата разработка малогабаритного скоростного спектрометра МСС–2, спутниковый вариант которого в 1973 г. был выведен в космос в составе ОНС «Салют 2». Однако вследствие неполадок в системе стабилизации станции (остановить вращение станции Центру управления полетами не удалось) эксперименты на ней не проводились.

В декабре 1974 г. в космос выводится ОНС «Салют–4» со спектрометром МСС–2М на борту. Основные характеристики прибора: спектральный диапазон 0,4–0,8 мкм; пороговая чувствительность 1×10^–4 Вт/(см2·мкм·ср); угол поля зрения 1,5×7,0 град.; динамический диапазон 40 дБ. Прибор МСС–2М стал основным штатным спектрометром станции, с ним выполнено несколько десятков экспериментов. Два экипажа станции «Салют–4»: А.А. Губарев, Г.М. Гречко (30 суток полета) и П.И. Климук, В.И. Севастьянов (60 суток полета) – работали с прибором. Прибор МСС–2М безотказно проработал весь срок существования станции, с его помощью в ходе геофизических экспериментов было зарегистрировано и доставлено на Землю свыше 100000 спектров разнообразных объектов на поверхности Земли и в атмосфере планеты.

Опыт проведения космических и подспутниковых экспериментов позволил сформулировать требования к дальнейшей модернизации аппаратуры. В первую очередь требовалось повысить чувствительность и расширить динамический диапазон прибора. К моменту запуска новой ОНС «Салют–6» такой прибор – малогабаритный скоростной спектрометр МСС–2МВ – был изготовлен на новой элементной базе и в составе станции 29 сентября 1977 г. был выведен на орбиту. Динамический диапазон прибора повышен до 60 дБ, пороговая чувствительность 5×10^_–6 Вт/(см2·мкм·ср).

Станция «Салют–6» проработала на орбите около пяти лет до мая 1981 г. За это время на ней проработало 5 основных экспедиций и 11 экспедиций посещения, в том числе международных. Все основные экспедиции, в состав экипажей которых входили космонавты Ю.В. Романенко, Г.М. Гречко, В.А. Джанибеков, В.В. Коваленок, А.С. Иванченков, В.А. Ляхов, В.В. Рюмин, Г.М. Стрекалов, В.П. Савиных и др., работали со спектрометром МСС–2МВ.

1982 г. Первые обсуждения разработки ручного спектрометра с летчиком-космонавтом СССР, героем Советского Союза (слева направо: В.В.Коваленок, И.Г.Спицин, Б.И.Беляев)

Геофизические эксперименты с прибором МСС–2МВ проводились с целью набора статистического материала и формирования моделей фонов Земли как планеты (было зарегистрировано около 250000 спектров).

Для исследований поляризующих свойств природной среды, еще одного из информативных параметров светового поля, был создан новый прибор – спектрополяриметр МСС–2П и в составе новой станции «Салют–7» 19 апреля 1982 г. был выведен на орбиту. Необходимо сказать, что все приборы серии МСС устанавливались неподвижно на иллюминаторы станций «Салют» и в комплексе с другой аппаратурой юстировались по оси –Х станций (в надир). Чтобы навести оси приборов, например, на горизонт Земли, нужно было разворачивать всю станцию.

 Важнейшим итогом спектральных и визуальных наблюдений, проведенных с борта станций «Салют–4, –6 и –7» явилось обоснование необходимости создания ручного микропроцессорного прибора, осуществляющего обработку и визуализацию спектральной информации прямо на борту станции. Инициатором создания такой аппаратуры стал летчик-космонавт В.В. Коваленок.

1983 г. Первый макет «СКИФа». (слева направо: директор СКТБ с ОП ИФ АН БССР В.А.Андреичев; дважды герой Советского Союза, летчик-космонавт В.В.Коваленок; зам директора СКТБ с ОП ИФ В.Р.Сендер; с.н.с. ИФ Б.И.Беляев; начальник отдела СКТБ с ОП ИФ А.В.Киреев)

Реализация этой идеи привела к созданию принципиально нового автоматизированного прибора – микропроцессорной спектрометрической системы «СКИФ»: спектральный диапазон 0,4–1,1 мкм; спектральное разрешение 11 нм и 3 нм (в поддиапазонах), поле зрения 52×10 угл. мин. 

 В сентябре 1985 г. «СКИФ» был доставлен на станцию «Салют 7», где с ним космонавтами В.П. Савиных, В.А. Джанибековым, Г.М. Гречко и др. проводились эксперименты по изучению состояния иллюминаторов станции, атмосферных и природных объектов. С этого времени на станции «Салют–7» работало два разработанных и созданных в Белоруссии прибора – МСС–2П и «СКИФ».

 С 1985 г. работы по созданию спектральных систем и методов дистанционной диагностики излучений по инициативе Л.И. Киселевского были развернуты в НИИ прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко Белгосуниверситета, возглавляемом А.Ф.Чернявским.

Интерактивная микророцессорная видеоспектрометрическая система «ГЕММА 2-видео»
с 1989 г. работала на борту орбитального комплекса "Мир"

 В 1989 г. группа научных сотрудников с аппаратурой «Гемма» участвовала в крупном международном эксперименте FIFE 89 в штате Канзас, США. В этом эксперименте приняли участие ученые США, СССР, Канады, Франции, Великобритании. «Гемма» в 1989 г. работала и на борту «Мира», и на борту вертолета НАСА в США.

1989 г. Вертолет NASA, на котором была установлена аппаратура «Гемма 2 –видео» в эксперименте FIFE 89 в штате Канзас, США. Б.И.Беляев с экипажем вертолета

2018 г. Обсуждение методик работы с аппаратурой "СОВА" в отделе с летчиком-космонавтом А.Н.Шкаплеровым

(слева-направо: Л.В.Катковский, А.А.Ломако, А.Н.Шкаплеров, П.В.Кучинский,Б.И.Беляев,В.А.Сосенко)