Сотрудники физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова совместно с российскими и зарубежными коллегами создали новый вычислительный алгоритм для обработки данных от космических радаров. Эта разработка гораздо лучше предыдущих борется с помехами в сигнале и позволяет более точно определять рельеф поверхности. Результаты исследования были опубликованы в журнале Radio Science.
Учёные разработали пакет компьютерных программ для эффективного анализа данных спутников-георадаров, исследующих поверхность планет. Георадары, вращаясь по орбите вокруг исследуемой планеты, посылают на её поверхность электромагнитное излучение, а затем ловят отражённые волны. Сигнал, полученный с георадара, позволяет определить рельеф поверхности. При этом неизбежно возникновение шумов — помех в сигнале, которые мешают его анализировать. Новый алгоритм фильтрует сигнал радара, избавляя его от «шума».
Для создания этого алгоритма исследователи использовали вычислительные мощи суперкомпьютерных комплексов Московского университета. «В работе интенсивно использовались технологии параллельных вычислений на высокопроизводительных вычислительных системах «Ломоносов» и «Чебышев»», — рассказал Ярослав Илюшин, один из авторов исследования, доцент кафедры физики атмосферы физического факультета МГУ.
В работе над вычислительным алгоритмом учёные применили новый теоретический подход — модель ионосферы. Ионосфера планеты возникает за счёт действия солнечного излучения: огромная энергия солнечных лучей разрывает молекулы атмосферы на положительно и отрицательно заряженные частицы, ионы, на которых происходит дополнительное рассеивание электромагнитных волн. В предложенной учёными модели впервые среди подобных алгоритмов учтены помехи, возникающие в сигнале георадара из-за искажения волн в ионосфере планеты.
«Планируется интенсивное использование алгоритма в исследованиях небесных тел (Луна, Марс, спутники Юпитера) в рамках исследовательских программ «Марс Экспресс», Mars Reconnaissance Orbiter, JUICE и т. д.», — добавил учёный.
В работе приняли участие учёные из Института радиотехники и электроники имени В.А. Котельникова РАН, Болонского института радиоастрономии Национального института астрофизики (Италия), Европейского исследовательского и технологического центра Европейского космического агентства и Университета Лестера (Великобритания).
Иллюстрация к статье:
Обсуждение