Космічний апарат ресурс п система керування. Вітчизняна зброя та військова техніка

А. Н. Кирилін, Р. Н. Ахметов, Н. Р. Стратилатов, А. І. Бакланов, В. М. Федоров, М. В. Новіков

Створюваний ДНПРКЦ «ЦСКБ-Прогрес» на замовлення Федерального космічного агентства оперативний космічний комплекс (КК) високодетального, детального широкосмугового та гіперспектрального оптико-електронного спостереження земної поверхні «Ресурс-П» є продовженням вітчизняних засобів дистанційного зондування високого дозволу на інтерес Федерації. КК «Ресурс-П» призначений для вирішення наступних завдань дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) із космосу:

• Складання та оновлення загальногеографічних, тематичних та топографічних карт.
• Контролює забруднення навколишнього середовища, у тому числі екологічний контроль у районах геологорозвідувальних робіт та видобутку корисних копалин, контроль водоохоронних та заповідних районів.
• Інвентаризація природних ресурсів (сільськогосподарських та лісових угідь, пасовищ, районів промислу морепродуктів), створення земельного кадаструта контроль господарських процесів для забезпечення раціональної діяльності різних галузяхгосподарства.
• Інформаційне забезпечення пошуку нафти, природного газу, рудних та інших родовищ корисних копалин.
• Контролює забудову територій, отримання даних для інженерної оцінки місцевості на користь господарської діяльності.
• Інформаційного забезпечення для прокладання магістралей та великих споруд, автомобільних, залізниць, нафто- та газопроводів, систем зв'язку.
• Виявлення незаконних посівів нарковмісних рослин та контроль їх знищення.
• Оцінка льодової ситуації.
• Спостереження районів надзвичайних ситуацій з метою моніторингу стихійних лих, аварій, катастроф, а також оцінки їх наслідків та планування відновлювальних заходів.

Основними принципами формування зовнішності КК «Ресурс-П» (рис. 1) є:

• Використання технічних рішень, напрацьованих під час створення КК «Ресурс-ДК1», ефективність яких підтверджена успішною роботоюцього КА на орбіті протягом 4-х років.
• p align="justify"> Нарощування тактико-технічних характеристик за рахунок застосування декількох типів знімальної апаратури.
• Установка на космічному апараті (КА) оптико-електронної апаратури (ОЕА) та системи прийому та перетворення інформації (СППІ) з підвищеною роздільною здатністю.
• Установка на КА гіперспектральної апаратури високого дозволу отримання гіперспектральної інформації.
• Установка на КА широкозахватної мультиспектральної апаратури високої та середньої роздільної здатності.
• Забезпечення функціонування КА на круговій сонячно-синхронній орбіті (СЗГ).
• Поліпшення споживчих властивостей та точностей координатної прив'язки зображень, що передаються Землю.
• Поліпшення динамічних характеристик космічного апарату.
• Забезпечення терміну активного існування КА 5 років.

Використання кругової сонячно-синхронної орбіти висотою 475 км, дозволяє суттєво покращити умови спостереження, так як тепер зйомка може проводитись з однієї висоти та в однакових умовосвітленості. З шести до трьох діб покращується періодичність спостереження.

До складу цільової апаратури КА «Ресурс-П», на додаток до оптико-електронної апаратури високого дозволу введено ще два типи знімальної апаратури: гіперспектральна знімальна апаратура – ​​ДСА (розробка ВАТ КМЗ) та комплекс широкозахватної знімальної апаратури – КШМЦБК (розробка філі -Прогрес» - НВП «ОПТЕКС»). Зазнала істотних змін і апаратури високошвидкісної радіолінії (БА ВРЛ), до складу якої входить запам'ятовуючий пристрій із суттєво збільшеним обсягом.

ДСА КА «Ресурс-П» має забезпечити зйомку поверхні Землі у видимому та ближньому інфрачервоному діапазонах спектру від 0,4 до 1,1 мкм. ДСА будується на базі світлосильного дзеркального об'єктива, диспергуючої системи та високошвидкісних кадрових фотоприймальних матриць ПЗЗ видимого та ближнього інфрачервоного (ІЧ) діапазону. Вітчизняні матриці ПЗЗ (прилад із зарядовим зв'язком) «Кадр-РП» розроблені у ЗАТ НВП «ЕЛАР» спеціально для цього проекту. Апаратура управління ДСА, а також фотоприймальні пристрої на основі високошвидкісних матриць з кадровою організацією створюються в НВП «ОПТЕКС».

Смуга захоплення ДСА становить 25 км, а роздільна здатність (проекція пікселя) близько 25 м. При спектральному роздільній здатності від 5 до 10 нм ДСА забезпечує отримання зображення поверхні Землі одночасно в 96–255 спектральних піддіапазонах, залежно від режиму роботи.

Комплекс широкозахватної мультиспектральної знімальної апаратури, по суті, є двома пристроями в моноблочному виконанні. Це апаратура високого дозволу ШМСА-ВР та апаратура середнього дозволу ШМСА-СР, робота яких може здійснюватися як разом, так і автономно. Електроніка камер повністю уніфікована. Їх характеристики визначаються лінійними фотоприймачами ПЗЗ з довжиною рядка близько 8000 пікселів і спеціально розробленими (ВАТ «ЛЗОС») телецентричними об'єктивами двох типів з різними фокусними відстанями. Кожна камера забезпечує зйомку в панхроматичному (0,43-0,70) та п'яти вузьких (мультиспектральних) діапазонах: 0,43-0,51 (синій); 0,51-0,58 (зелений) 0,60-0,70 (червоний); 0,70-0,90 (ближній ІЧ-1); 0,80-0,90 (ближній ІЧ-2). Камера високої роздільної здатності ШМСА-ВР має смугу захоплення 96 км при роздільній здатності (проекції пікселя) близько 12 м у панхроматичному діапазоні та 24 м у мультиспектральних каналах. Камера середньої роздільної здатності ШМСА-СР має смугу захоплення 480 км при роздільній здатності (проекції пікселя) близько 60 м у панхроматичному діапазоні та 120 м у мультиспектральних каналах. Такий набір спектральних діапазонів та просторового дозволу дозволить вирішувати широкий клас завдань від урахування впливу атмосфери до вивчення процесів вегетації та селекції рослинності. Інформація може бути потрібна фахівцями в галузі сільського та лісового господарства, гідрології, картографії і навіть метеорології.

З урахуванням можливих розворотів КА «Ресурс-П» по куту крену смуга огляду інструментів ДСА та КШМСА становитиме 950 та 1300 км відповідно.

У знімальній апаратурі високої роздільної здатності «Геотон-Л1» КА «Ресурс-П» використовується широкопольний лінзовий об'єктив, що добре зарекомендував себе, з деякими доробками. Доробки покликані забезпечити роботу апаратури у розширеному спектральному діапазоні. При цьому робоче поле зору – одна з основ безпрецедентно великої смуги захвату зберігається. Глибоку модернізацію зазнала електронна складова знімальної апаратури - система прийому та перетворення зображення (СППІ). По суті, це принципово нова апаратура, що отримала назву СППІ «Сангур-1У».

Під час проектування СППІ «Сангур-1У» (ФГУП ДНПРКЦ «ЦСКБ-Прогрес») стояли суперечливі завдання. Як мінімум потрібно зберегти просторовий дозвіл апаратури «Геотон» при суттєвому збільшенні висоти орбіти КА і при цьому повністю використовувати поле зір оптичної системита її роздільну здатність. Одночасно необхідно було розширити спектральну робочу область, забезпечивши хорошу чутливість у синій області спектру.

Як вже зазначалося вище, велика відстань між спектральними каналами в апаратурі «Геотон-Л1» КА «Ресурс-ДК1» викликає певні складності при синтезі мультиспектральних (кольорових) зображень . Тому було вирішено принципово змінити схему отримання панхроматичних та мультиспектральних зображень, відмовившись від застосування однотипних фотоприймачів ПЗЗ та оптико-електронних перетворювачів. Спеціально для застосування в оптико-електронній апаратурі КА «Ресурс-П» розроблено два типи матриць ПЗЗ, що працюють у режимі ВЗН (режим тимчасової затримки та накопичення). Тепер існує два типи оптико-електронних перетворювачів: панхроматичний та мультиспектральний. Структура фокальної площини КА "Ресурс-П" та КА "Ресурс-ДК1" показана на рис. 2.

В оптико-електронних перетворювачах (ОЕП) мультиспектральних каналів СППІ «Сангур-1У» застосовано триканальні матриці ПЗЗ ВЗН з розміром фотоприймального пікселя втричі більше, ніж у панхроматичному каналі. Конструкція фотоприймального осередку цих матриць забезпечує розширений в синю область діапазон чутливості. Мультиспектральні ОЕП дозволяють отримувати цифрову відеоінформацію одразу у трьох вузьких спектральних діапазонах. p align="justify"> Конкретні спектральні діапазони чутливості задаються трисмуговими інтерференційними світлофільтрами на скляних підкладках, які встановлюються перед матрицями ПЗЗ ВЗН. Світлофільтри, поряд з ПЗЗ, є складним і найважливішим елементомфотоприймального тракту оптико-електронної апаратури Їх розробка та виготовлення здійснюється у ВАТ ЛОМО. Така технологія формування мультиспектральних зображень за допомогою багатоканальних фотоприймачів застосовується на сучасних КА ДЗЗ: IKONOS, QuickBird, GeoEye-1, WorldView-2 та інших. А ще раніше (1993 р.) успішно використовувалася в розробленій НВП «ОПТЕКС» оптико-електронній камері середнього дозволу КОЕ-ОЗ, що відпрацювала 5 років у складі КА ДЗЗ «Космос-2285».

До складу СППІ «Сангур-1» входять три оптико-електронні перетворювачі (панхроматичний та два мультиспектральні), блок управління та джерела вторинного живлення для блоків ОЕП. Опції оптико-електронних перетворювачів включають перетворення оптичного зображенняв електричний сигнал, його посилення, аналого-цифрове перетворення (10 біт), стиск і упаковку для передачі в бортовий пристрій через високошвидкісний інтерфейс. Передбачається можливість використання двох алгоритмів стиснення адаптивного ДІКМ (диференціальна імпульсно-кодова модуляція) та JPEG2000. Два мультиспектральні ОЕП можуть забезпечити одночасну зйомку в шести різних вузьких спектральних діапазонах. Швидкодія електроніки СППІ розрахована працювати КА «Ресурс-П» без тангажного уповільнення.

В результаті підйому висоти орбіти та модернізації СППІ ширина смуги захвату перевищить 38 км, а просторовий дозвіл (GSD) у панхроматичному каналі навіть дещо покращиться. Можлива зйомка одночасно в панхроматичному (0,58–0,8 мкм) та вузьких спектральних діапазонах: 0,45–0,52; 0,52-0,60; 0,61-0,68, 0,72-0,80; 0,67-0,7; 0,7-0,73 мкм. Із існуючих на сьогодні закордонних комерційних системспостереження високодетального дозволу за кількістю мультиспектральних каналів оптико-електронна апаратура «Геотон-Л1» перспективного КА «Ресурс-П» поступається лише одному КА ДЗЗ – новітньому американському супутникуподвійного призначення WorldView-2, що має 8 мультиспектральних каналів.

Список литературы:

1. Архіпов С. А., Лінько В. М., Бакланов А. І. Гіперспектральна апаратура для КА «Ресурс-П» та перспективи її модернізації. // Матеріали Всеросійської науково-технічної конференції « Актуальні проблемиракетно-космічної техніки та її роль у стійкому соціальному розвиткусуспільства». Самара. 28 вересня – 3 жовтня 2009 року. С. 186
2. Гомозов О. А., Кузнєцов А. Є. // КА «Ресурс-ДК1» — досягнення та втрачені можливості з обробки та використання даних ДЗЗ // Інформаційний бюлетень ГІС-Асоціація, 2009 №2
3. Бакланов А. І., Карасьов В. І. Колотов В. В., Утенков А. А., Шумілов А. Н. Багатоспектральна оптико-електронна камера для дослідження Землі з космосу // Електронна промисловість, 1993. 6-7. С.145-147.

Комплекс прийому інформації (КПІ-5) розроблено та виготовлено НДІ точних приладів (НДІ ТП, входить до холдингу «Російські космічні системи») на замовлення Держкорпорації «Роскосмос» для отримання даних дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) з космічних апаратів типу «Ресурс-П », «Канопус», «Метеор» та інших.

Комплекс призначений прийому інформації ДЗЗ у всій верхній півсфері Землі з космічних апаратів з висотою орбіти від 300 км і від.

«У процесі розробки та виготовлення комплексу НДІ ТП повністю пройшов та налагодив весь цикл підготовки та оснащення виробництва, логістику та кооперацію, – заявив заступник головного конструктора АТ „НДІ ТП“ Володимир Ромашкін. - Вже завершено заводські випробування першого та розпочато виробництво другого серійного зразка КПІ-5».

«Апарат зданий у штатну експлуатацію у повній конфігурації. Минулого тижня підписано акт здачі у штатну експлуатацію. Батарея повністю розкрилася, все працює», - повідомив гендиректор РКЦ «Прогрес» (підприємство-виробник апарату) Олександр Кирилін.

За його словами, протягом найближчих двох місяців планується провести випробування всіх трьох апаратів системи «Ресурс», щоб вони працювали в одному зв'язуванні.

Супутник «Ресурс-П» № 3 був запущений 13 березня. У держкорпорації «Роскосмос» раніше повідомили, що основні характеристики апарату відповідають заявленим.

Космічний апарат (КА) дистанційного зондування Землі «Ресурс-П» № 3 призначений для високодетального, детального широкосмугового та гіперспектрального оптико-електронного спостереження поверхні Землі.

Укладено контракти на виготовлення супутників дистанційного зондування Землі «Ресурс-П» із номерами 4 та 5. Такою інформацією з журналістами поділився голова РКЦ «Прогрес», на конференції, присвяченій 70-річчю ЦНДІмаш — головного наукового інститутудержкорпорації «Роскосмос». Апарати мають бути запущені у 2018 та 2019 роках. Після цього планується виводити на орбіту апарати «Ресурс-ПМ» (у 2020 та 2021 роках) та «Огляд-Р» (у 2021 та 2023 роках). Супутник дистанційного зондування Землі "Ресурс-П" номер 3 здадуть в експлуатацію у складі угруповання їх трьох космічних апаратів цього року, повідомив Кирилін.

З початку поточного тижня почалося тестування цільової апаратури космічного апарату (КА). Ресурс-П» № 3, успішно виведеного на розрахункову робочу орбіту у складі єдиної орбітальної системиз КА «Ресурс-П» № 1 та № 2.

Сьогодні, 23 березня 2016 р., отримані перші тестові знімкивисокодетальної апаратури « Геотон-Сангур» у панхроматичному та мультиспектральному режимі, а також широкозахватної апаратури високої роздільної здатності.

Космічний апарат «Ресурс-П» №3 було виведено на проміжну робочу орбіту 13 березня 2016 року за допомогою ракети-носія «Союз-2.1б». 17 та 20 березня були проведені корекції орбіти космічного апарату.

Інформація, що отримується з космічних апаратів «Ресурс-П», використовується для забезпечення діяльності в сільському, лісовому та водному господарстві, і навіть для моніторингу районів надзвичайних ситуацій. В даний час головною організацією - розробником космічної системи "Ресурс-П" АТ "РКЦ "Прогрес" спільно з Оператором космічної системи - НЦ ЗМЗ АТ "Російські космічні системи" та ЦУП ФГУП "ЦНДІмаш", а також кооперацією - співвиконавців продовжуються роботи з подальшої налаштування, тестування та калібрування всього комплексу цільової апаратури.

13 березня, о 21:56 мск з пускової установки №6 майданчика №31 космодрому Байконур стартовими командами підприємств Держкорпорації «Роскосмос» здійснено пуск ракети-носія «Союз-2.1б» з космічним апаратом «Ресурс-П» №3.

17 березня супутник дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) «Ресурс-П» №3 успішно виведений на робочу орбіту. Двигуна установка космічного апарату (КА) «Ресурс-П» № 3 була включена о 17 год. 02 хв. 46 сек. мск. та відпрацювала близько 70 сек., про це повідомили у Центрі управління польотами (ЦУП). Корекція орбіти пройшла штатно у рамках запланованого двоімпульсного маневру. Внаслідок проведеного імпульсу висота супутника збільшилася на 200 км, що повністю відповідає розрахунковим показникам. Інформація, що отримується з космічних апаратів «Ресурс-П», використовується для забезпечення діяльності в сільському, лісовому та водному господарстві, а також для моніторингу районів надзвичайних ситуацій. В даний час бортові системи КА функціонують штатно та дозволяють вирішувати всі цільові завдання.

Космічний апарат дистанційного зондування Землі «Ресурс-П» №2 розробки та виробництва РКЦ «Прогрес» (Самара) успішно пройшов цикл льотних випробувань та введений в експлуатацію, повідомили «Інтерфаксу» у космічній галузі.

«Випробування супутника, запущеного у грудні минулого року, пройшли успішно. Апарат підтвердив заявлені характеристики. Сьогодні супутник введений в експлуатацію», – повідомив співрозмовник агентства.

Вже в січні з супутника було отримано перші знімки високодетальної апаратури «Геотон-Л» у панхроматичному та мультиспектральному режимах, а також широкозахватної апаратури високої роздільної здатності. Крім того, тестувалася апаратура «Нуклон», створена на користь НДІ ядерної фізики МДУ, та бортовий радіометричний комплекс апаратури ідентифікації судів розробки ВАТ «РКС».

Навігаційне управління апаратом «Ресурс-П» № 2 здійснюється з використанням супутникових системГЛОНАСС та GPS.

«Ресурс-П» №2 був запущений 26 грудня 2014 року ракетою-носієм «Союз-2.1б». 31 грудня апарат було переведено з орбіти виведення робочу орбіту.

Вчені Самарського державного аерокосмічного університетуімені академіка С.П. Корольова приймають телеметрію магнітометра, який вирушив у космос 26 грудня разом із новітнім російським супутником Ракетно-космічного центру «Прогрес» «Ресурс-П» №2.

Магнітометр «Штиль-М» №2 оснащений шістьма датчиками, які вимірюють магнітне поле в різних відсіках апарату, фіксують електричні розрядита впливу космічного середовища на роботу приладів Проаналізувавши ці дані, вчені зможуть мінімізувати негативні впливина точність роботи апаратури супутників

Тестування апаратури розпочалося 4 січня. «Штиль» збирає та передає інформацію, яка допоможе підвищити ефективність та надійність космічних апаратів.

Тривають льотні випробування космічного апарату «Ресурс-П» №2, запущеного 26 грудня 2014 р., у рамках яких проводиться тестування цільової апаратури.

Фахівці Наукового центруоперативного моніторингу Землі щодня отримують космічні знімки з апаратури «Геотон» з просторовим дозволом краще за 1 м, а також з комплексу широкозахватної мультиспектральної знімальної апаратури (КШМСА) високого просторового дозволу та гіперспектральної апаратури.

Серед отриманих знімків « головне будівництво» Росії - будівельний майданчик космодрому «Східний» та московський діловий центр- "Москва-Сіті".

З 4 січня 2015 року розпочалось тестування цільової апаратури космічного апарату «Ресурс-П» №2, успішно виведеного на розрахункову робочу орбіту в єдиній орбітальному угрупованнюз космічним апаратом (КА) «Ресурс-П» № 1.

5 січня отримано перші тестові знімки високодетальної апаратури «Геотон-Сангур» у панхроматичному та мультиспектральному режимі, а також широкозахватної апаратури високої роздільної здатності, встановленої на КА «Ресурс-П» № 2. Продовжуються роботи з подальшого налаштування, тестування та калібрів .

26 грудня 2014 року о 21-й годині 55 хвилин московського часу зі стартового комплексу майданчика 31 космодрому Байконур виконано пуск ракети космічного призначення «Союз-2.1б» з перспективним російським космічним апаратом дистанційного зондування Землі «Ресурс-П» №‖.

Старт ракети-носія та виведення космічного апарату на розрахункову орбіту пройшли у штатному режимі. Космічний апарат прийнято управління.

З метою забезпечення уповноважених федеральних органів виконавчої влади (МНС Росії, Росгідромет та ін.) космічною інформацієюпо району проведення XXII Олімпійських зимових ігорРоскосмосом організовано постійний космічний моніторинг району Адлер – Червона Поляна.

Моніторинг здійснюється усіма наявними у розпорядженні Роскосмосу космічними апаратами дистанційного зондування Землі (Ресурс-П, Ресурс-ДК, Канопус-В, Метеор-М, Електро-Л).

Засідання Державної комісіїз проведення льотних випробувань космічних комплексів соціально-економічного, наукового та комерційного призначення відбулося в Роскосмосі. Під час засідання було розглянуто результати льотних випробуванькосмічного комплексу «Ресурс-П» з космічним апаратом «Ресурс-П» № 1. На підставі результатів, отриманих під час проведення льотних випробувань, було прийнято рішення про відповідність супутника вимогам тактико-технічного завдання та можливості передачі його до штатної експлуатації з 1 жовтня 2013 року.

Запуск космічного апарату «Ресурс-П» №1 було виконано 25 червня 2013 року з космодрому Байконур. Він розроблений та виготовлений «ЦСКБ-Прогрес». Супутник призначений для дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) та передачі отриманих даних по радіоканалу на Землю. Супутник, зокрема, планується використовувати для інвентаризації та моніторингу природних ресурсів, оцінки льодової обстановки, контролю водоохоронних та заповідних районів, моніторингу районів надзвичайних ситуацій з метою запобігання розвитку стихійних лих, аварій та катастроф, а також оцінки їх наслідків з метою планування відновлювальних заходів.

Крім цього, космічний апарат буде застосовуватися для отримання даних для складання та оновлення загальногеографічних, тематичних та топографічних карт різного масштабу.

Російський фотосупутник "Ресурс-П" передав на Землю перші тестові знімки. Повідомлення про це опубліковано на сайті Роскосмосу, там же можна побачити фотографії у високій роздільній здатності.

Знімки зроблені за допомогою встановленої на супутнику оптичної системи "Геотон". На трьох опублікованих Роскосмосом чорно-білих фотографіях показано міста на території США - Лос-Анджелес та Канзас-Сіті. За словами інженерів, «отримані зображення загалом відповідають заданим вимогам та підтверджують високі тактико-технічні характеристикикосмічного апарату».

Пуск РКН "Союз-2-1Б" з космічним апаратом "Ресурс-П" заплановано з космодрому Байконур 25 червня 2013 року у 21:28:48ЛМВ

У Самарі в космічному центріЦСКБ «Прогрес» завершується випробуванням космічного апарату дистанційного зондування Землі «Ресурс-П». Цей новий апарат для вивчення нашої планети досліджує еволюцію клімату, і ми зрозуміємо, до чого готуватися: глобального потепліннячи похолодання?

«Ресурс-П» – це новий апарат, – Каже Олександр Кирилін, генеральний директор «ЦСКБ-Прогрес». Це і гіпер-спектральна апаратура, якої немає на жодному апараті, і широкозахоплююча мультиспектральна апаратура, і система прийому перетворення, і оптико-електронна апаратура… Ексклюзивна програма створення цих систем - це ноу-хау світового рівня. Там матриці 6 на 6 мікрон, 9 на 9 – це основа світового рівня».