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. 

Академик  Национальной академии наук Беларуси, доктор физико-математических наук, профессор Михаил Александрович Ельяшевич

М.А. Ельяшевич

 Академик Национальной академии наук Беларуси, доктор физико-математических наук, профессор Михаил Александрович Ельяшевич (1908-1996) - крупный ученый-физик, обогативший атомную и молекулярную физику трудами большого значения, создатель в Беларуси известной школы в области спектроскопии и физики плазмы.

Лауреат Ленинской премии, двух Государственных премий СССР, Государственной премии Республики Беларусь, награжден орденами Ленина, Трудового Красного Знамени, «Знак почета», медалями.
На его долю выпало заниматься исключительно важным для государства делом – создавать его ядерный щит. Он отвечал за подготовку и реализацию программы оптических наблюдений атомного взрыва.

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. 

Академик Национальной академии наук Беларуси, доктор физико-математических наук, профессор Леонид Иванович Киселевский (1927-1991) – один из основателей исследований по физике и технике плазмы в Беларуси. Занимался плазменно-лазерными системами, технологиями использования низкотемпературной плазмы и лазеров, автоматизацией спектральный исследований, исследованиями в области природных образований Земли с борта космических орбитальных станций «Салют» и «Мир».

1983-1990 г.г. – ректор Белорусского государственного университета.

Лауреат Государственной премии СССР (1991 г.), Государственной премии Республики Беларусь, награжден орденами Трудового Красного Знамени, Октябрьской Революции, медалями.

Академик  Национальной академии наук Беларуси, доктор физико-математических наук, профессор Леонид Иванович Киселевский

Л.И. Киселевский

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)

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)

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 СССР В.В.Коваленок; зам директора СКТБ с ОП ИФ АН БССР В.Р.Сендер; с.н.с. ИФ АН БССР Б.И.Беляев; начальник отдела СКТБ с ОП ИФ АН БССР А.В.Киреев)

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.

 

Академик Национальной академии наук Беларуси, доктор технических наук, профессор Александр Федорович Чернявский (1938 г.) - один из создателей белорусской научной школы по разработке физико-технических методов и измерительно-вычислительных средств автоматизации физического эксперимента. Главное направление научной деятельности - разработка теории, аппаратных и программных средств параллельно-конвейерной обработки измерительной информации на основе минимально-избыточной модулярной компьютерной арифметики.

1979-2009 г.г. – директор Научно-исследовательского учреждения «Институт прикладных физических проблем имени А.Н.Севченко» Белорусского государственного университета.

Лауреат Государственной премии СССР (1991 г.), Государственной премии Республики Беларусь (1986 г.).

Академик  Национальной академии наук Беларуси, доктор физико-математических наук, профессор Александр Федорович Чернявский

А.Ф. Чернявский

 

1987 г. Обсуждение у ректора БГУ создания системы «Гемма 2-видео» и научной программы ее использования.

1987 г. Обсуждение у ректора БГУ создания системы «Гемма 2-видео» и научной программы ее использования (ректор БГУ, академик Л.И.Киселевский - второй слева; директор НИИ ПФП БГУ, академик А.Ф.Чернявский - третий слева; летчик-космонавт СССР, герой Советского Союза А.А.Серебров - первый справа; летчик-космонавт СССР, дважды герой Советского Союза В.И.Севастьянов - второй справа; заведующий лабораторией НИИ ПФП БГУ Б.И.Беляев - третий справа)

Исходя из накопленного опыта, совершенствование систем для космической спектрометрии было связано с усложнением задач исследований и необходимостью совмещения в одном бортовом комплексе возможности одновременной регистрации спектральных, пространственных, энергетических, поляризационных и угловых характеристик объекта для проведения экологических исследований.

Реализация таких параметров осуществлена при создании 1988 г. в БГУ по инициативе летчиков-космонавтов В.И. Севастьянова и А.А. Сереброва совместно с НПО «Энергия» системы «Гемма–2 видео», которая в 1989 г. была доставлена модулем «Квант» на борт орбитального комплекса «Мир» и использовалась при проведении геоэкоинформационных исследований космонавтами А.А. Серебровым, А.Н. Баландиным и А.Я. Соловьевым и др.

 

 

ГЕММА 2-видео

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.

Б.И.Беляев с оператором аппаратуры NASA Чарли Валтхолмом

Б.И.Беляев с оператором аппаратуры NASA Чарли Валтхолмом

    

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

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