Ресурс и система за управление на космическия кораб. Домашно оръжие и военна техника

А. Н. Кирилин, Р. Н. Ахметов, Н. Р. Стратилатов, А. И. Бакланов, В. М. Федоров, М. В. Новиков

Оперативният космически комплекс (КА) за високодетайлно, широколентово и хиперспектрално оптико-електронно наблюдение на земната повърхност "Ресурс-П", създаден от Държавния научно-производствен космически център "ЦСКБ-Прогрес" по поръчка на Федералната космическа агенция, е продължение на вътрешните съоръжения за дистанционно наблюдение с висока разделителна способност в интерес на социално-икономическото развитие на Руската федерация. KK "Resurs-P" е предназначен за решаване на следните проблеми на дистанционното наблюдение на Земята (ERS) от космоса:

• Съставяне и актуализиране на общогеографски, тематични и топографски карти.
• Контрол на замърсяването на околната среда, включително контрол на околната среда в зони на геоложко проучване и добив, контрол на опазването на водите и защитените територии.
• Инвентаризация на природни ресурси (земеделски и горски земи, пасища, зони за риболов на морски дарове), създаване поземлен кадастъри контрол на бизнес процесите за осигуряване на рационални дейности в различни индустрииферми.
• Информационно осигуряване на търсенето на находища на нефт, природен газ, руди и други полезни изкопаеми.
• Наблюдение на развитието на териториите, получаване на данни за инженерна оценка на територията в интерес на стопанската дейност.
• Информационна поддръжка за полагане на магистрали и големи съоръжения, пътища, железопътни линии, нефтопроводи и газопроводи, комуникационни системи.
• Откриване на незаконни култури от наркосъдържащи растения и контрол върху унищожаването им.
• Оценка на ледената ситуация.
• Наблюдение на аварийни зони с цел наблюдение на природни бедствия, аварии, катастрофи, както и оценка на последствията от тях и планиране на възстановителни мерки.

Основните принципи за оформяне на външния вид на Resurs-P CC (фиг. 1) са:

• Използване технически решенияразработена при създаването на CC "Resurs-DK1", чиято ефективност е потвърдена успешна работатози космически кораб в орбита за 4 години.
• Повишаване на тактико-техническите характеристики чрез използването на няколко вида снимачна техника.
• Инсталиране на космически кораб (КА) на оптико-електронно оборудване (ОЕА) и система за приемане и преобразуване на информация (IRRS) с повишена разделителна способност.
• Инсталиране на хиперспектрално оборудване с висока разделителна способност на космическия кораб за получаване на хиперспектрална информация.
• Инсталиране на широкоспектърно многоспектърно оборудване с висока и средна разделителна способност на космическия кораб.
• Осигуряване на функционирането на космическия кораб в кръгова слънчево-синхронна орбита (SSO).
• Подобряване на потребителските свойства и точността на координатната референция на изображенията, предавани на Земята.
• Подобряване на динамичните характеристики на космическия кораб.
• Осигуряването на активен живот на космическия кораб е 5 години.

Използването на кръгова слънчево-синхронна орбита с надморска височина от 475 km може значително да подобри условията за наблюдение, тъй като сега стрелбата може да се извършва от същата височина и на същите условияосветяване От шест до три дни честотата на наблюдение се подобрява.

В допълнение към оптико-електронното оборудване с висока разделителна способност, в целевото оборудване на космическия кораб "Ресурс-П" са въведени още два вида оборудване за изображения: оборудване за хиперспектрални изображения - GSA (разработено от ОАО "КМЗ") и комплекс за широкообхватни изображения оборудване - KSHMSA (разработено от клон на Държавния изследователски и производствен космически център ЦСКБ -Прогрес - АЕЦ ОПТЕКС). Оборудването на високоскоростната радио връзка (HA HSR), което включва устройство за съхранение със значително увеличен капацитет, също претърпя значителни промени.

Сателитът на GSA "Ресурс-П" трябва да осигури заснемане на земната повърхност във видимия и близкия инфрачервен спектрален диапазон от 0,4 до 1,1 микрона. GSA е изграден на базата на огледална леща с висока апертура, дисперсионна система и високоскоростни матрици на фотодетектори с рамка CCD във видимия и близкия инфрачервен (IR) диапазон. Вътрешни CCD матрици (устройство със зарядна връзка) „Кадр-РП” са разработени в АО АЕЦ „ЕЛАР” специално за този проект. В АЕЦ ОПТЕКС се създава апаратура за контрол на GSA, както и фотодетекторни устройства на базата на високоскоростни матрици с организация на персонала.

Диапазонът на събиране на GSA е 25 km, а разделителната способност (пикселна проекция) е около 25 m. Със спектрална разделителна способност от 5 до 10 nm, GSA осигурява едновременно изобразяване на земната повърхност в 96–255 спектрални поддиапазона, в зависимост от операционната. режим.

Комплексът от широкоспектърно мултиспектрално оборудване за изображения се състои по същество от две устройства в моноблок. Това са оборудване с висока разделителна способност ShMSA-VR и оборудване със средна разделителна способност ShMSA-SR, чиято работа може да се извършва както заедно, така и автономно. Електрониката на камерата е напълно унифицирана. Техните характеристики се определят от използваните линейни CCD фотодетектори с дължина на линията около 8000 пиксела и специално разработени (АД ЛЗОС) телецентрични лещи от два типа с различно фокусно разстояние. Всяка камера осигурява панхроматичен (0,43–0,70) и пет тесни (мултиспектрални) диапазона: 0,43–0,51 (син); 0,51–0,58 (зелено) 0,60–0,70 (червено); 0,70–0,90 (близо до IR-1); 0,80–0,90 (близо до IR-2). Камерата с висока разделителна способност ShMSA-VR има обхват на събиране от 96 km с резолюция (пикселова проекция) около 12 m в панхроматичния диапазон и 24 m в мултиспектрални канали. Камерата със средна разделителна способност ShMSA-SR има обхват на заснемане от 480 km с резолюция (пикселна проекция) около 60 m в панхроматичния диапазон и 120 m в мултиспектрални канали. Този набор от спектрални диапазони и пространствена разделителна способност ще позволи решаването на широк клас проблеми от отчитане на влиянието на атмосферата до изучаване на процесите на растителност и подбор на растителност. Информацията може да бъде търсена от специалисти в областта на селското и горското стопанство, хидрологията, картографията и дори метеорологията.

Като се вземат предвид възможните завои на космическия кораб Resurs-P по ъгъла на накланяне, обхватът на инструментите GSA и KShMSA ще бъде съответно 950 и 1300 км.

Оборудването за изображения с висока разделителна способност Geoton-L1 на космическия кораб Resurs-P използва добре доказан широкообхватен обектив с някои модификации. Подобренията са предназначени да осигурят работата на оборудването в разширен спектрален диапазон. В същото време се запазва работното зрително поле, една от основите на безпрецедентно големия обхват на заснемане. Електронният компонент на снимачната техника - системата за приемане и преобразуване на изображения (IRS) - претърпя дълбока модернизация. Всъщност това е принципно ново оборудване, наречено SPPI „Sangur-1U“.

При проектирането на SPPI "Sangur-1U" (FSUE GNPRKTs "TsSKB-Progress") имаше противоречиви задачи. Като минимум беше необходимо да се поддържа пространствената разделителна способност на оборудването Geoton със значително увеличаване на надморската височина на орбитата на космическия кораб и в същото време напълно да се използва зрителното поле оптична системаи неговата резолюция. В същото време беше необходимо да се разшири спектърът работна среда, осигуряваща добра чувствителност в синята област на спектъра.

Както беше отбелязано по-горе, голямото разстояние между спектралните канали в апаратурата Geoton-L1 на космическия кораб Resurs-DK1 причинява определени трудности при синтеза на многоспектрални (цветни) изображения. Поради това беше решено да се промени фундаментално схемата за получаване на панхроматични и многоспектрални изображения, като се изостави използването на същия тип CCD фотодетектори и оптико-електронни преобразуватели. Специално за използване в оптико-електронното оборудване на космическия кораб "Ресурс-П" са разработени два типа CCD матрици, работещи в режим VZN (режим на забавяне и натрупване). Сега има два вида оптико-електронни преобразуватели: панхроматични и многоспектрални. Структурата на фокалната равнина на космическия кораб Resurs-P и космическия кораб Resurs-DK1 е показана на фиг. 2.

Оптико-електронните преобразуватели (OEC) на многоспектралните канали на SPPI "Sangur-1U" използват триканални CCD матрици VZN с размер на фотоприемащия пиксел три пъти по-голям, отколкото в панхроматичния канал. Дизайнът на фотодетекторната клетка на тези матрици осигурява обхват на чувствителност, разширен в синята област. Мултиспектралните OEP ви позволяват да получавате цифрова видео информация в три тесни спектрални диапазона наведнъж. Конкретните диапазони на спектрална чувствителност се задават от трилентови интерферентни филтри върху стъклени подложки, които се монтират пред VZN CCD матриците. Светлинните филтри, заедно с CCD, са най-сложните и най-важният елементфотоприемателен път на оптико-електронна апаратура. Тяхното разработване и производство се извършва в OJSC LOMO. Тази технология за формиране на многоспектрални изображения с помощта на многоканални фотодетектори се използва на съвременни спътници за дистанционно наблюдение: IKONOS, QuickBird, GeoEye-1, WorldView-2 и някои други. И още по-рано (1993 г.) той беше успешно използван в оптико-електронната камера със средна разделителна способност KOE-OZ, разработена от NPP OPTEX, която работи 5 години като част от космическия кораб за дистанционно наблюдение Космос-2285.

Sangur-1 SPPI включва три оптико-електронни преобразувателя (панхроматични и два мултиспектрални), блок за управление и вторични източници на захранване за блоковете OEP. Функциите на оптико-електронните преобразуватели включват преобразуване оптично изображениев електрически сигнал, неговото усилване, аналогово-цифрово преобразуване (10 бита), компресиране и опаковане за прехвърляне към бордово устройство за съхранение чрез високоскоростен интерфейс. Възможно е да се използват два алгоритъма за компресия: адаптивен DPCM (диференциална импулсна кодова модулация) и JPEG2000. Две мултиспектрални OEP могат да осигурят едновременно изобразяване в шест различни тесни спектрални диапазона. Скоростта на електрониката на SPPI е проектирана за работа на космическия кораб Resurs-P без забавяне на тангажа.

В резултат на повишаването на орбиталната височина и модернизирането на SPIS, честотната лента на събиране ще надхвърли 38 km, а пространствената разделителна способност (GSD) в панхроматичния канал дори ще се подобри донякъде. Възможно е да се снима едновременно в панхроматични (0,58–0,8 µm) и тесни спектрални диапазони: 0,45–0,52; 0,52–0,60; 0,61–0,68, 0,72–0,80; 0,67–0,7; 0,7–0,73 µm. От съществуващите днес чужди търговски системинаблюдение с висока детайлна разделителна способност по отношение на броя на многоспектралните канали, оптико-електронното оборудване Geoton-L1 на обещаващия космически кораб Resurs-P е на второ място след един космически кораб за дистанционно наблюдение - най-новият американски сателитдвойна употреба WorldView-2, която има 8 мултиспектрални канала.

Библиография:

1. Архипов С. А., Линко В. М., Бакланов А. И. Хиперспектрално оборудване за космическия кораб Ресурс-П и перспективи за неговата модернизация. // Материали на Всеруската научно-техническа конференция " Реални проблемиракетно-космическата технология и нейната роля в устойчивото развитие социално развитиеобщество." Самара. 28 септември – 3 октомври 2009 г. С. 186
2. Гомозов О. А., Кузнецов А. Е. // Космически кораб „Ресурс-ДК1” - постижения и пропуснати възможности за обработка и използване на данни от дистанционно наблюдение // Бюлетин на GIS-Association, 2009, № 2
3. Бакланов А.И., Карасев В.И. Колотов В.В., Утенков А.А., Шумилов А.Н. Мултиспектрална оптико-електронна камера за изследване на Земята от космоса // Електронна индустрия, 1993. 6-7. С.145-147.

Комплексът за приемане на информация (КПИ-5) е разработен и произведен от Научно-изследователския институт за прецизни прибори (НИИ ТП, част от холдинга Руски космически системи) по поръчка на държавната корпорация Роскосмос за получаване на данни за дистанционно наблюдение на Земята от тип Ресурс-П. космически кораб“, „Канопус“, „Метеор“ и др.

Комплексът е предназначен за получаване на информация от дистанционно наблюдение в цялото горно полукълбо на Земята от космически кораби с орбитална височина от 300 км и повече.

„В процеса на разработване и производство на комплекса НИИТП напълно премина и отстрани грешки през целия цикъл на подготовка и оборудване на производството, логистиката и сътрудничеството“, каза Владимир Ромашкин, заместник-главен конструктор на НИИТП АД. „Фабричните тестове на първия вече са завършени и е започнало производството на втория сериен модел KPI-5.“

„Апаратът е пуснат в нормална работа в пълна конфигурация. Миналата седмица беше подписан актът за въвеждане в експлоатация. Батерията е напълно отворена, всичко работи“, каза Александър Кирилин, генерален директор на RCC Progress (производител на устройството).

По думите му през следващите два месеца се предвижда да бъдат тествани и трите устройства от системата „Ресурс“, за да работят заедно.

Спътникът №3 "Ресурс-П" беше изстрелян на 13 март. Държавната корпорация "Роскосмос" по-рано съобщи, че основните характеристики на апарата отговарят на обявените.

Космическият апарат за дистанционно наблюдение на Земята (КА) "Ресурс-П" №3 е предназначен за високодетайлно, широколентово и хиперспектрално оптико-електронно наблюдение на земната повърхност.

Сключени са договори за производство на спътници за дистанционно наблюдение "Ресурс-П" с номера 4 и 5. Ръководителят на RSC "Прогрес" сподели тази информация с журналисти на конференция, посветена на 70-годишнината на ЦНИИМаш - майката научен институтдържавна корпорация "Роскосмос". Устройствата трябва да бъдат пуснати на пазара през 2018 и 2019 г. След това се планира извеждането в орбита на космическите кораби "Ресурс-ПМ" (през 2020 и 2021 г.) и "Обзор-Р" (през 2021 и 2023 г.). Спътникът за дистанционно наблюдение на Земята "Ресурс-П" номер 3 ще бъде въведен в експлоатация като част от група от три космически кораба през тази година, каза Кирилин.

От началото на тази седмица започнаха тестове на прицелното оборудване на космическия кораб (КА). Ресурс-П» № 3, изведен успешно в проектираната работна орбита като част от единична орбитална системас космически кораби Ресурс-П № 1 и № 2.

Днес, 23 март 2016 г. Получени са първите тестови изображениявисоко детайлно оборудване" Геотон-Сангур» в панхроматичен и мултиспектрален режим, както и широкоъгълно оборудване с висока разделителна способност.

Космическият кораб "Ресурс-П" №3 беше изведен на междинна работна орбита на 13 март 2016 г. с помощта на ракетата-носител "Союз-2.1б". На 17 и 20 март орбитата на космическия кораб беше коригирана.

Информацията, получена от космическия кораб Resurs-P, се използва за подпомагане на дейности в селското, горското стопанство и управление на водите, както и за наблюдение на аварийни зони. Понастоящем организацията-майка - разработчик на космическата система "Ресурс-П" RSC "Прогрес" АД, съвместно с Оператора на космическата система - NC OMZ JSC "Руски космически системи" и TsUP FSUE "TsNIIMash", както и сътрудничество - съизпълнители, продължава работата по по-нататъшното настройване, тестване и калибриране на целия комплекс от целево оборудване.

На 13 март в 21:56 московско време от ракета-носител № 6 на площадка № 31 на космодрума Байконур стартовите екипи на предприятията на държавната корпорация "Роскосмос" изстреляха ракетата-носител "Союз-2.1б" с космическия кораб "Ресурс-П". номер 3.

На 17 март спътникът за дистанционно наблюдение на Земята (ДЗЗЗ) „Ресурс-П” №3 беше успешно изведен в оперативна орбита. Задвижващата система на космическия кораб "Ресурс-П" № 3 беше включена в 17:00 часа. 02 мин. 46 сек. Московско време и е работил около 70 секунди, това е докладвано на Центъра за контрол на мисията (MCC). Корекцията на орбитата се проведе нормално като част от планираната двуимпулсна маневра. В резултат на импулса надморската височина на спътника се увеличи с 200 км, което напълно отговаря на изчислените стойности. Информацията, получена от космическия кораб "Ресурс-П", се използва за подпомагане на дейности в селското, горското и водното стопанство, както и за наблюдение на аварийни зони. В момента бордовите системи на кораба функционират нормално и позволяват решаване на всички целеви задачи.

Космическият кораб за дистанционно наблюдение на Земята "Ресурс-П" № 2, разработен и произведен от РКК "Прогрес" (Самара), премина успешно цикъл на летателни изпитания и беше въведен в експлоатация, съобщиха на Интерфакс в космическата индустрия.

„Тестовете на сателита бяха изстреляни през декември миналата година, бяха успешни. Устройството потвърди посочените характеристики. Днес спътникът беше пуснат в експлоатация“, каза събеседникът на агенцията.

Още през януари от спътника бяха получени първите изображения на високодетайлното оборудване Geoton-L в панхроматичен и многоспектрален режим, както и широкоъгълно оборудване с висока разделителна способност. Освен това бяха тествани оборудването Nuklon, създадено в интерес на Научно-изследователския институт по ядрена физика на Московския държавен университет, и бордовият радиометричен комплекс за корабно идентификационно оборудване, разработен от АО "РКС".

Навигационният контрол на устройството Resurs-P № 2 се осъществява с помощта на сателитни системиГЛОНАСС и GPS.

Ресурс-П №2 беше изстрелян на 26 декември 2014 г. с ракета-носител Союз-2.1б. На 31 декември устройството беше прехвърлено от орбитата за вкарване в работната орбита.

Учени от държавата Самара Аерокосмически университетна името на академик S.P. Королев получава телеметрия от магнитометъра, който излезе в космоса на 26 декември заедно с най-новия руски спътник на ракетно-космическия център "Прогрес" Ресурс-П № 2.

Магнитометър "Щил-М" № 2 е оборудван с шест сензора, които измерват магнитното поле в различни отделения на устройството, записват електрически разрядии въздействието на космическата среда върху работата на инструментите. Анализирайки тези данни, учените ще могат да сведат до минимум отрицателни въздействиявърху точността на сателитното оборудване.

Тестването на оборудването започна на 4 януари. Shtil събира и предава информация, която ще помогне за подобряване на ефективността и надеждността на космическите кораби.

Продължават летателните изпитания на изстреляния на 26 декември 2014 г. космически кораб "Ресурс-П № 2", в рамките на които се провеждат тестове на целево оборудване.

специалисти Научен центърЗа оперативен мониторинг на Земята ежедневно се получават сателитни изображения от апаратура Geoton с пространствена разделителна способност, по-добра от 1 m, както и от комплекс широкообхватна мултиспектрална снимачна апаратура (WMSA) с висока пространствена разделителна способност и хиперспектрална апаратура.

Сред получените изображения " основна строителна площадка» Русия - строителна площадка на космодрума Восточный и Москва бизнес център- "Москва Сити".

На 4 януари 2015 г. започнаха тестовете на целевото оборудване на космическия кораб "Ресурс-П № 2", който беше успешно изведен в проектната работна орбита в един орбитално съзвездиес космически кораб №1 Ресурс-П.

На 5 януари бяха получени първите тестови изображения на високодетайлното оборудване Geoton-Sangur в панхроматичен и многоспектрален режим, както и широкоъгълно оборудване с висока разделителна способност, инсталирано на космическия кораб Resurs-P № 2. Работата продължава по по-нататъшното конфигуриране , тестване и калибриране на целия комплекс от мишенно оборудване .

На 26 декември 2014 г. в 21:55 московско време от стартовия комплекс на площадка 31 на космодрума Байконур беше изстрелян космическата ракета "Союз-2.1б" с перспективния руски космически кораб за дистанционно наблюдение на Земята "Ресурс-П" № 2.

Изстрелването на ракетата носител и вкарването на космическия кораб в планираната орбита се състоя както обикновено. Космическият кораб е приет за управление.

За да осигурят упълномощени федерални изпълнителни органи (EMERCOM на Русия, Росхидромет и др.) космическа информацияспоред района, в който ще се проведат XXII олимпийски игри зимни игриРоскосмос организира постоянен космически мониторинг на района Адлер-Красная поляна.

Мониторингът се извършва от всички космически апарати за дистанционно наблюдение на Земята, които са на разположение на Роскосмос (Ресурс-П, Ресурс-ДК, Канопус-В, Метеор-М, Електро-Л).

Среща Държавна комисияза провеждане на летателни изпитания на космически комплекси за социално-икономически, научни и търговски цели се състояха в Роскосмос. По време на срещата бяха прегледани резултатите летателни изпитаниякосмически комплекс "Ресурс-П" с космически кораб "Ресурс-П" № 1. Въз основа на резултатите, получени по време на полетните изпитания, беше решено, че спътникът отговаря на изискванията на тактико-техническите спецификации и възможността за прехвърлянето му в нормален действие от 1 октомври 2013 г.

Изстрелването на космическия кораб "Ресурс-П" №1 беше извършено на 25 юни 2013 г. от космодрума Байконур. Той е разработен и произведен от ЦСКБ-Прогрес. Сателитът е предназначен за дистанционно наблюдение на Земята (ERS) и предаване на получените данни по радиоканал към Земята. Сателитът, по-специално, се планира да се използва за инвентаризация и мониторинг на природните ресурси, оценка на състоянието на леда, мониторинг на защитата на водите и защитените зони, мониторинг на аварийни зони с цел предотвратяване на развитието на природни бедствия, аварии и катастрофи, както и оценка на последствията от тях, за да се планират мерки за възстановяване.

Освен това космическият кораб ще се използва за получаване на данни за съставяне и актуализиране на общогеографски, тематични и топографски карти от различен мащаб.

Руският фотосателит Ресурс-П предаде на Земята първите тестови изображения. Съобщение за това е публикувано на сайта на Роскосмос, където можете да видите и снимки с висока резолюция.

Изображенията са направени с помощта на оптичната система Geoton, инсталирана на спътника. Три черно-бели снимки, публикувани от Роскосмос, показват градове в САЩ - Лос Анджелис и Канзас Сити. Според инженерите, „получените изображения като цяло отговарят на зададените изисквания и потвърждават високото експлоатационни характеристикикосмически кораб."

Изстрелването на ракетната установка Союз-2-1Б с космическия кораб Ресурс-П е планирано от космодрума Байконур на 25 юни 2013 г. 21:28:48 LMV

В Самара в космически центърЦСКБ "Прогрес" завършва изпитанията на космическия апарат за дистанционно наблюдение на Земята "Ресурс-П". Този най-нов апарат за изследване на нашата планета ще изучава еволюцията на климата и най-накрая ще разберем за какво да се подготвим: глобално затоплянеили застудяване?

"Ресурс-П" е ново устройство, казва Александър Кирилин, генерален директор на ЦСКБ-Прогрес. Това включва хиперспектрално оборудване, което не е налично на никое друго устройство, и широкоспектърно мултиспектрално оборудване, и система за приемане на преобразуване, и оптико-електронно оборудване... Ексклузивната програма за създаване на тези системи е ноу-хау от световна класа. как. Има матрици 6 на 6 микрона, 9 на 9 – това е основа от световна класа.”