стороной самолет М-55 «Геофизика» был существенно доработан в соответствии с требованиями ученых. Необходимо было обеспечить каждый устанавливаемый научный прибор электропитанием, обеспечить единую систему сбора и обработки информации о параметрах полета самолета для всего комплекса научного оборудования, разработать и установить разнообразные дополнительные устройства для обеспечения измерений параметров атмосферы (специальные заборники проб воздуха и т.п.). Каждый научный прибор был изготовлен и испытан для работы в негерметизи- рованных отсеках самолета при низких температурах, вибрациях и перегрузках.
Научное оборудование самолета включало спектрометры для дистанционного определения химического состава атмосферы по регистрации интенсивности поглощения солнечного излучения или собственного излучения атмосферы в диапазонах длин волн от ультрафиолетового до далекого инфракрасного, мощных и маломощных импульсных лидаров для обнаружения аэрозолей и полярных стратосферных облаков, а также комплекса аппаратуры для измерения основных метеопараметров атмосферы на различных высотах в тропосфере и нижней стратосфере.
В октябре-ноябре 1996 г. в Италии были проведены контрольно-тестовые испытания установленной на борту М-55 (RA-55204) научной аппаратуры, разработанной и изготовленной в России, в Италии, Германии, Швейцарии и других странах-участницах программы APE (Airborne Polar Experiment). Первая научная экспедиция «Геофизики» состоялась в декабре 1996 г. – январе 1997 г., когда М-55 принял участие в программе исследования атмосферы Арктики АРБ-POLECAT. Самолет базировался на аэродроме «Санта Клаус» финского города Рованиеми (Rovaniemi). Он участвовал в проведении экспериментов, во время которых изучались полярные стратосферные облака, «озоновая дыра» и гравитационные волны. В рамках этой программы исследований М-55 провел в воздухе 45 ч, получив с помощью установленной на борту научной аппаратуры уникальные данные о строении и составе нижней стратосферы над различными районами Скандинавии и арктической части территории России.
Ученые были весьма удовлетворены привлечению к своим исследованиям российского самолета М-55: ни один другой летательный аппарат в мире не способен совершать длительные полеты в стратосфере на высотах более 20 км, принимая при этом на борт до 2000 кг научной аппаратуры. Поэтому летные эксперименты с участием «Геофизики» решили продолжить.
Вторая научная экспедиция с участием М-55 проводилась в рамках программы АРЕ- THESEO в течение февраля-марта 1999 г. Эта программа получила финансовую поддержку Комиссии Европейского Сообщества по исследованиям окружающей среды, а также ряда национальных научных агентств европейских стран (Итальянское космическое Агентство, Европейский научный фонд и др.) Самолет базировался на аэродроме Виктория (Victoria) острова Махе на Сейшелах, расположенных в акватории Индийского океана у Африканского континента.
Полеты производились в зоне так называемой внутритропической конвергенции. Изучался тропосферно-стратосферный обмен воздушных масс, впервые были проведены прямые измерения микрофизических характеристик облаков – «циррусов» (перистых облаков), концентрации и высотные распределения водяного пара. Отслеживались процессы образования и распространения тропических циклонов, велись наблюдения за атмосферными явлениями типа «горячая башня». Во время проведения второй экспедиции самолет провел в воздухе 80 ч.
Третья научная экспедиция, в которой был задействован самолет М-55, получила название APE-GAIA (Geophysica Aircraft in Antarctica). Финансирование осуществлялось несколькими европейскими научно- исследовательскими организациями, при этом
наиболее весомую поддержку оказали Итальянское агентство по атомной энергетике и Европейский Научный Фонд (ESF). Местом проведения научных исследований была выбрана прибрежная зона Антарктиды. Полеты М-55 проводились с аэродрома аргентинского города Ушуайа (Ushuaia), расположенного на острове Огненная Земля, с 15 сентября по 15 октября 1999 г.
Основной целью экспедиции стало исследование полярных стратосферных облаков, оценка состояния озонового слоя в высоких и средних южных широтах в весенний период, во время формирования так называемой «озоновой дыры». Детально изучались движения воздушных масс, процессы, связанные с влиянием стратосферного полярного вихря («вор- текса») и воздействие антропогенных химических веществ (хлор- и бром-содержащих соединений) на состояние стратосферного слоя озона над Антарктидой, оценка возможного влияния гравитационных волн на температурный режим в нижней стратосфере и др.
В научной экспедиции в Ушуайе по программе APE-GAIA принимало участие около 70 ученых, инженеров и техников из 11 стран мира – Италии, России, Германии, Великобритании, Швейцарии, Финляндии, Испании, Аргентины, США, Бразилии и Чили. Самолет М-55 пилотировали российские летчики Олег Щепетков и Александр Бесчастнов.
Для участия в третьей научной экспедиции самолет М-55 совершил уникальный перелет по маршруту Жуковский-Калининград-Севилья (Испания)-о. Сал (Кабо- Верде)-Ресифи (Бразилия)-Порту-Алегри (Бразилия)-Ушуайа (Аргентина). Из Ушу- айи самолет М-55 совершил один контрольно-тестовый и пять научных полетов на высотах 17-20 км. Средняя продолжительность каждого полета составила 5 ч 40 мин, а протяженность пути в исследовательских полетах достигала 3100-3300 км. Всего за время третьей экспедиции М-55 налетал 90 ч (включая время перелета).
Перелеты самолета М-55 из Москвы (55° с.ш.) до Ушуайи (55° ю.ш.) и обратно были использованы для получения дополнительных научных измерений, которые дали возможность осуществить подробные наблюдения за характеристиками верхних слоев атмосферы при пересечении различных широт Северного и Южного полушарий.
Дальнейшие планы применения «Геофизики» в интересах мировой науки связывались с запуском 1 марта 2002 г. Европейским Космическим Агентством (ESA) научного спутника ENVISAT и предусматривали серию экспериментов с базированием самолета в Италии, Германии, Швеции и Бразилии. Образовавшуюся паузу в исследовательских полетах решено было использовать для ремонта двигателей и доработки самолета для применения нового научного оборудования. М-55 получил два специальных подкрыльевых контейнера, в которых разместилась аппаратура HALOX-A для измерения концентрации хлор- и бром- содержащих соединений в атмосфере (правый контейнер) и SIOUX для измерения атмосферной концентрации окислов азота (левый). В июне и октябре 2002 г. «Геофизика» прошла серию испытаний с новым оборудованием, базируясь в итальянском Триесте. В октябре в Италии М-55 выполнил также несколько полетов, в ходе которых осуществлялась так называемая «валидация» (подтверждение правильности) измерений, производимых бортовой аппаратурой находящегося на орбите космического аппарата ENVISAT.
А в начале 2003 г. М-55 отправился в Швецию, где в период с 10 января по 19 марта принял участие в летных экспериментах по международным программам EUPLEX и ENVISAT Validation. Самолет базировался на аэродроме вблизи г. Кируна (Kiruna). Было совершено 15 полетов в направлении Шпицбергена, Исландии и северных районов России на высотах до 20 км, в ходе которых проведены многочисленные измерения химического состава нижних слоев стратосферы и верхних слоев тропосферы. 10 полетов общей продолжительностью 55 ч прошло по программе EUPLEX, направленной на исследования полярных стратосферных облаков, а еще пять полетов общей продолжительностью около 25 ч было выполнено по
