
- •УТВЕРЖДАЮ
- •Генеральный директор
- •ООО «ГИА «Иннотер»,
- •_________В.В. Лавров
- •« 15 » февраля 2013 г.
- •Аналитический обзор космических программ ДЗЗ России и зарубежных стран
- •Директор по инновациям ООО «ГИА» Иннотер» _____________В.Н. Лавров
- •Москва
- •Реферат
- •Отчет 108 с., 1 ч., 36 источников, 14 иллюстраций.
- •Содержание
- •Список иллюстраций
- •Мониторинг
- •Обозначения и сокращения
- •бортовой измерительный комплекс;
- •географическая информационная система;
- •дистанционное зондирование Земли;
- •исходные данные;
- •космический аппарат;
- •космическая информация;
- •космический комплекс;
- •космическая навигационная система;
- •космическая система;
- •летные испытания;
- •НКПОР
- •наземный комплекс приема, обработки и распространения;
- •наземный комплекс управления;
- •орбитальная группировка;
- •опытно-конструкторская работа;
- •ракета космического назначения;
- •ракетно-космическая техника;
- •рабочее место оператора;
- •ракета-носитель;
- •средняя квадратическая погрешность;
- •техническое задание;
- •технико-экономическое обоснование;
- •федеральная космическая программа;
- •цифровая модель рельефа;
- •чрезвычайная ситуация.
- •Введение
- •Содержанием исследований, результаты которых приведены в настоящем обзоре, является:
- •Создание корпоративных космических систем и комплексов должно основываться на современной элементной базе и новейших конструктивных решениях, а номенклатура и качество получаемых данных должны соответствовать мировому уровню.
- •1 Обзор космических программ ДЗЗ зарубежных стран
- •1.1 Космическая программа США
- •1.1.1 Основы космической политики США
- •Основные идеи новой космической политики:
- •Основными целями космической политики США являются:
- •1.1.2 Положение о стратегических намерениях национальной системы геопространственной разведки США
- •Рисунок 1 - Космический снимок - растровое изображение
- •Рисунок 2 - Идентификация целей и объектов
- •Рисунок 3 - Отображение оперативной обстановки в реальном масштабе времени
- •1.1.3 Космическая военная программа видовой разведки
- •1.1.4 Коммерческая космическая программа США
- •Рисунок 4 - Космический аппарат WorldView-1
- •Рисунок 5 - Космический аппарат GeoEye-1
- •Следующим логическим шагом развития рынка космических средств ДЗЗ является запуск КА со сверхвысокой разрешающей способностью (до 0.25 м). Ранее изображения с таким разрешением обеспечивали только военные спутники США и СССР.
- •1.2 Космические программы Европейских стран
- •1.2.1 Франция
- •Космический сегмент системы SPOT в настоящее время состоит из четырех КА (SPOT 2, -4, -5 и -6). Наземный сегмент включает Центр управления и эксплуатации КА, сеть станций приема информации и центров обработки и распространения данных.
- •Рисунок 6 - КА SPOT 5
- •1.2.2 Германия
- •Рисунок 7 - Спутники TerraSAR-X и Tandem-X
- •Рисунок 8 - Архитектура орбитального сегмента системы SAR-Lupe
- •Система SAR-Lupe будет состоять из орбитальной группировки, включающей пять легких спутников, и наземного сегмента, обеспечивающего управление спутниками, а также получение, обработку и использование собираемой с их помощью информации.
- •1.2.3 Италия
- •Итальянская программа космических исследований базируется на использовании ракет-носителей США ("Скаут"), Европейской организации по разработке ракет-носителей ("Европа-1") и Европейского космического агентства ("Ариан").
- •1.2.4 Великобритания
- •Рисунок 9 - Снимок с разрешением 2.8 м, полученный миниспутником TOPSAT-1
- •Первый алжирский микроспутник ALSAT-1 был также изготовлен в SSTL.
- •1.2.5 Испания
- •Испания принимает участие и в создании глобальной европейской системы спутникового наблюдения оборонного назначения.
- •1.3 Космические программы других стран
- •1.3.1 Япония
- •Рисунок 10 - 3D-модель территории штата Гуджарат, построенная по данным Cartosat-1
- •Индия готова распространять спутниковые изображения метрового разрешения, полученные с помощью Cartosat-2, по ценам ниже рыночных и в перспективе планирует запустить новый космический аппарат с пространственным разрешением до 0,5 метра.
- •1.3.2 Израиль
- •1.3.3 Китай
- •Рисунок 11 – КА CBERS-01
- •19 сентября 2007 года в Китае запущен третий китайско-бразильский спутник ДЗЗ CBERS-2B. Спутник выведен на утреннюю солнечно-синхронную орбиту высотой 748х769 км, наклонением 98.54 градусов, время пересечения экватора 10:30.
- •1.3.4 Корея
- •1.3.5 Канада
- •Канада в 1990 г. создала Канадское космическое агентство, под руководством которого ведутся работы по ракетно-космической тематике.
- •Рисунок 12 - RADARSAT в космосе глазами художника
- •1.3.6 Австралия
- •1.3.7 Другие страны
- •1.4 Космические программы стран СНГ
- •1.4.1 Белоруссия
- •Таблица 1. Основные характеристики КА «Канопус-В» и БКА
- •Размер КА, м×м
- •Масса КА
- •Масса полезной нагрузки, кг
- •Орбита:
- •высота, км
- •наклонение, град
- •период обращения, мин
- •время пересечения экватора, час
- •Период повторного наблюдения, сутки
- •Среднесуточная мощность, Вт
- •Срок активного существования, лет
- •Космические аппараты «Канопус-В» и БКА предназначены для решения следующих задач:
- •- высокооперативного наблюдения.
- •1.4.2 Украина
- •1.4.3 Казахстан
- •2 Космическая программа России
- •2.1 Основные положения Федеральной космической программы России на 2006-2015 годы
- •Основными задачами Программы являются:
- •Сроки и этапы реализации Программы – 2006 – 2015 годы.
- •На первом этапе (в период до 2010 года), в части дистанционного зондирования Земли создаются:
- •Приоритетными направлениями космической деятельности, способствующими достижению стратегических целей, являются:
- •Программные мероприятия включают мероприятия, финансируемые за счет бюджетных средств, и мероприятия, выполняемые за счет средств, инвестируемых в космическую деятельность негосударственными заказчиками.
- •Мероприятия, финансируемые за счет бюджетных средств, включают работы, предусмотренные в следующих разделах:
- •раздел I – «Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы»;
- •При реализации Программы будут достигнуты следующие результаты:
- •б) увеличена периодичность обновления данных гидрометеорологического наблюдения до 3 часов для средневысотных космических аппаратов и до реального масштаба времени для геостационарных космических аппаратов, что обеспечит:
- •2.2 Анализ космических систем ДЗЗ.
- •Рисунок 13 - Орбитальная группировка КА ДЗЗ на период 2006-2015 годы
- •По существу, основными космическими средствами ДЗЗ, разработанными в период до 2015 года будут КА «Канопус-В» оперативного мониторинга техногенных и природных чрезвычайных ситуаций и КА «Ресурс-П» оперативного оптико-электронного наблюдения.
- •КА «Канопус-В» №1, запуск которого состоялся 22 июля 2012 года, включает:
- •Комплекс «Ресурс-П» является продолжением отечественных средств ДЗЗ высокого разрешения, используемых в интересах социально-экономического развития РФ. Он предназначен для решения следующих задач:
- •- подсистема «Арктика-МС2» из четырех КА для обеспечения подвижной правительственной связи, управления воздушным движением и ретрансляции навигационных сигналов (разработчик ОАО «ИСС им. М.Ф. Решетнева»).
- •2.3 Развитие наземного комплекса приема, обработки, хранения и распространения КИ ДЗЗ
- •Функциональная схема интегрированной спутниковой системы ДЗЗ показана на Рисунке 14.
- •Рисунок 14 - Интегрированная спутниковая система ДЗЗ
- •3 Анализ «Концепции развития российской космической системы дистанционного зондирования Земли на период до 2025 года»
- •Важным разделом Концепции являются предложения, обеспечивающие повышение эффективности использования космической информации в России.
- •Главными проблемами, определяющими эффективность использования космической информации в России являются:
- •9. Разработать и ввести в эксплуатацию наземные и авиационные средства валидации результатов тематической обработки космической информации.
- •4 Технико-экономическое обоснование принципов финансирования при создании космических систем ДЗЗ
- •Заключение
- •Выполненные исследования позволяют сделать следующие выводы:
- •Список использованных источников
- •2 Россия разрабатывает новые радиолокационные спутники. Москва. РИА Новости. Юрий Зайцев, эксперт Института космических исследований, 2005 г."
- •3 А.Кучейко. Новая политика США в области коммерческих средств ДЗЗ. Новости космонавтики, №6, 2003 г.
- •4 В. Чуларис. Национальная политика США в области использования космического пространства. Зарубежное военное обозрение №1, 2007 г.
- •6 В. Чуларис. Геоинформационное обеспечение ВС США. Зарубежное военное обозрение, №10, 2005 г.
- •7 Космической разведке США поставлены новые задачи. Наука, 03.02.06
- •8 США создали на орбите крупнейшую за всю историю группировки спутников видовой разведки. Известия науки. 03.02.2006 г.
- •9 А. Андронов. Спутники, доступные террористам. «Независимое военное обозрение», 1999 г.
- •10 В.Иванченко. Иконос Зоркий Глаз. Журнал «КОМПЬЮТЕРРА», 06.09.2000 г.
- •11 М. Рахманов. Спутниковая разведка: новые тенденции развития. «Издание о высоких технологиях C.NEWS», 2006 г.
- •12 А. Копик. Запущен новый коммерческий «шпион». «Новости космонавтики», №6, 2003г.
- •13 М.Рахманов. Спутниковое зондирование: перемены неизбежны. «Издание о высоких технологиях C.NEWS», 2006 г.
- •16 Ю.Б. Баранов. Рынок данных ДЗЗ в России. Журнал «Пространственные данные», №5, 2005 г.
- •17 Французская разведка устремляется в космос. Наука, 27.12.04.
- •18 Радарные снимки: Германия вырывается в лидеры. Наука, 20.03.06.
- •19 Максим Рахманов «Германия запускает систему космического шпионажа», Наука, CNews, 2003 г.
- •20 А.Кучейко. Всепогодная система космической разведки и наблюдения: взгляд из Италии. «Новости космонавтики», №5, 2002г.
- •21 А.Кучейко. Япония создала крупнейшую систему космической разведки. «Новости космонавтики», №4, 2007 г.
- •22 Японская ракета вывела тяжелый спутник ALOS на орбиту. Наука, 24.01.06.
- •28 Радарный спутник: Канада не дает России ослепнуть. Наука, 2005 г.
- •29 Тайваньский конфликт продолжится в космосе? «Издание о высоких технологиях C.NEWS», 2006 г.
- •35 Госкосмос и частники: соперники или партнеры? Наука, 2005 г.
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
около 300 чел, из них 160 работают в главном офисе. В числе субподрядчиков проекта — компании Alcatel Space, EADS Dornier, Saab Ericsson Space, THALES, а также германская
COSMOS International.
Система SAR-Lupe будет состоять из орбитальной группировки, включающей пять легких спутников, и наземного сегмента, обеспечивающего управление спутниками, а также получение, обработку и использование собираемой с их помощью информации.
Ожидается, что спутники этой орбитальной группировки позволят быстро получать высокодетальные изображения требуемой территории практически по всему земному
шару, причем независимо от времени суток, облачности, смога (или аэрозолей иной природы).
В основе этой системы — открытие Франции доступа к системе SAR-Lupe в обмен на доступ Германии к французской системе оптического диапазона HELIOS-2.
Предполагается, что первые элементы системы будут созданы к концу 2005 года, когда
вступит в строй система HELIOS-2 [19].
1.2.3 Италия
Итальянская программа космических исследований базируется на использовании ракет-носителей США ("Скаут"), Европейской организации по разработке ракет-носителей ("Европа-1") и Европейского космического агентства ("Ариан").
Руководство космическими программами Италии возложено на Комиссию по
исследованию проблем космоса и Центр аэрокосмических исследований. В 1988 году
было создано Итальянское космическое агентство. По затратам на космос Италия занимает третье место в Западной Европе после Франции и ФРГ.
Запуски по итальянской космической программе осуществлялись до 1975 года с
уникального плавучего космодрома Сан-Марко, созданного в 1964 году. Первый
итальянский искусственный спутник Земли "Сан-Марко-1" был запущен американской ракетой-носителем "Скаут" в декабре 1964 года Итальянский плавучий стартовый комплекс «Сан-Марко» расположен в Индийском океане в 5,5 км от побережья Кении. Он
состоит из двух платформ, опирающихся на морское дно: стартовой платформы «СанМарко» и платформы управления «Санта Рита». Географическое расположение стартовой платформы «Сан-Марко» чрезвычайно выгодно для выведения спутников на приэкваториальные орбиты. Близость этого стартового комплекса к экватору позволяет
РН выводить на орбиту более тяжелый полезный груз, чем при старте из других мест. После запуска КА «Сан-Марко-1» Италия стала пятой страной в мире, запустившей
собственный спутник и третьей, построившей собственный космодром.
39
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
Для проведения геодезических исследований в 1992 году с помощью МТКС «Спейс Шаттл» был выведен на низкую околоземную орбиту КА LAGEOS-2, а затем с помощью
итальянской твердотопливной ступени IRIS был переведен на расчетную орбиту высотой
5900 км.
Для проведения дистанционного зондирования Земли разработана программа X- SAR, осуществляемая Италией совместно с агентствами DARA (Германия) и NASA (США)
по разработке РЛС с синтезированной апертурой. Осуществлены два запуска в апреле и сентябре 1994 года Данные, полученные по результатам двух пусков, являются
предметом изучения национальных и международных научно-исследовательских организаций.
По прогнозам специалистов западных агентств, в т.ч. и ESA, в период с 2004 по 2013 гг. правительства стран Западной Европы ежегодно будут заказывать 3-4 малых
спутников. Италия практически готова к изготовлению спутников на постоянной основе.
Космическое агентство ASI спонсирует разработку двух новых спутниковых платформ: MITAдля КА массой до 100 кг и PRIMAдля КА массой 300-600 кг.
Кроме того, в Италии разрабатываются спутники дистанционного зондирования
Земли (ДЗЗ) по программе COSMO-SKYMED. Это созвездие малых спутников
наблюдения Земли, оснащенных оптическими и радиолокационными датчиками для суточных наблюдений за погодными изменениями. Они будут иметь аппаратуру с высокой разрешающей способностью и быстрой подачей данных пользователям [20].
Итальянские спутники COSMO-SKYMED войдут в новую систему дистанционного
зондирования Земли. 22 июня 2001 года президент итальянского космического агентства
(ASI) и президент французского национального центра космических исследований (CNES) подписали меморандум о сотрудничестве в области дистанционного зондирования, целью которого является создание системы двойного назначения. При создании системы специалисты будут опираться на опыт, накопленный в рамках уже реализованных французских и итальянских программ в области ДЗЗ, на работы по проектам PLEIADES (Франция) и COSMO-SKYMED (Италия), а также на существующие наземные сегменты
гражданского и военного применения.
Система будет включать в себя два оптических спутника, разработанные
европейской корпорацией ASTRIUM и итальянской фирмой ALCATEL SPACE, четыре
радиолокационных спутника производства фирмы ALENIA SPAZIO и наземный сегмент, созданный совместно Францией и Италией.
Италия будет принимать участие и в создании военных систем. В октябре 2001 году начальники Генеральных штабов Италии, Франции, Германии и Испании подготовили
40
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
документ, определяющий программу создания глобальной европейской системы спутникового наблюдения оборонного назначения. Первый этап создания такой системы,
рассчитанный до 2010 года, не требует финансовых вложений, т.к. заключается в использовании спутников, ввод в эксплуатацию которых уже запланирован в рамках национальных программ. К 2008 году система может состоять из 12 таких спутников: двух КА HELIOS-2 (Франция, запуск – 2004 г. и 2008 г.), двух PLEIADES (Франция, запуск 2008
г. и 2009 г.), четырех COSMO / SKYMED (Италия, запуск с 2007г. по 2008 г.) и четырех SAR-LUPE (Германия, запуск с 2006 г. по 2008 г.).
Стоимость создания системы второго поколения оценивается в €2,2 млрд. на 10 лет, начиная с 2012 года, без учета затрат на национальные наземные сегменты. Эта более
совершенная система будет способна обнаруживать, распознавать и идентифицировать объекты в любое время суток в любой точке земного шара.
В ближайшее время к этому проекту присоединятся Бельгия, Голландия, Греция и
Португалия. Инициаторы программы надеются привлечь к участию в проекте как можно большее количество европейских стран.
Космический аппарата COSMO-SkyMed для радиолокационного наблюдения Земли
разрабатывает компания Alenia Spazio. Контракт стоимостью €775 млн., заключенный
между Alenia Spazio и Итальянским космическим агентством (ASI). Основными задачами системы для гражданских заказчиков станут: контроль территории Италии, мониторинг стихийных бедствий, оценка сельскохозяйственных угодий и землепользования, картография.
Все спутники группировки будут оснащены радаром с синтезированной апертурой,
позволяющим выполнять интерферометрическую съемку земной поверхности с беспрецедентным пространственным разрешением (лучше 1 м на местности). Радар будет снимать земную поверхность в X-диапазоне длин волн (3,1 см), с изменяемой поляризацией излучения (HH, VH, HV, VV), в диапазоне съемочных углов от 20 до 50 градусов. Расчетный срок пребывания на орбите каждого аппарата Cosmo-SkyMed 1-4 составляет около 5 лет. Эксплуатировать спутники будет итальянская компания
Telespazio.
Alcatel Alenia Space построит наземный сегмент для итальянской космической
системы Cosmo-SkyMed. Для участия в этой программе компания подписала контракт
стоимостью €32 млн. с итальянским космическим агентством ASI, которое выступает в качестве подрядчик. Данный проект является частью более широкого межправительственного соглашения о взаимодействии и обмене данными между итальянской космической системой Cosmo-SkyMed и французской системой Helios-2.
41
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
Оборудование, спроектированное и изготовленное на предприятиях Alcatel Alenia Space в Италии, будет установлено на французской военной базе Creil в предместье Парижа.
Спутники Cosmo-SkyMed предназначены для мониторинга, наблюдения и сбора разведывательных данных в любое время дня и ночи независимо от погодных условий. Cosmo-SkyMed будет использоваться для решения различных задач как военного, так и гражданского характера, включая мониторинг окружающей среды, предотвращение
стихийных бедствий и составление подробных топографических карт.
Проект COSMO-SkyMed отражает современные тенденции в развитии космических
систем ДЗЗ: применение системы малоразмерных КА, сочетание радиолокационной и оптико-электронной аппаратуры (ОЭА), двойной характер использования информации в
интересах военных и гражданских (государственных и частных) ведомств внутри страны и за рубежом. Популярная идея создания малогабаритных аппаратов имеет ряд
бесспорных преимуществ перед традиционными «тяжелыми» КА, в т.ч. сравнительно
низкую стоимость при более высокой надежности системы в целом и высокую частоту наблюдения района группировкой КА, по сравнению с одиночными крупногабаритными спутниками.
В конце 90-х годов в результате пересмотра концепции проект COSMO-SkyMed
приобрел статус системы двойного назначения. Задачи обеспечения национальной безопасности с помощью средств космической разведки получили высокий приоритет после военной акции НАТО в Югославии в 1999 году. Результатом участия военных в формулировке требований к системе стало улучшение разрешающей способности
аппаратуры до 0.8…1 м (первоначальные значения – 3 м для РСА и 1.5 м для ОЭА), а
также доработка наземного комплекса в целях повышения оперативности, производительности, надежности и живучести.
Италия является также участником программы оптико-электронной разведки Helios, которую на долевой основе эксплуатируют Франция (79%), Италия (14%) и Испания (7%). Для обработки данных космической видовой разведки оборонное ведомство Италии развернуло наземный комплекс в составе приемной станции в районе Лечче и центра
космической разведки в пригороде Рима. Очевидно, что в процессе решения военных задач перспективная система COSMO SkyMed будет опираться на существующую
инфраструктуру системы космической разведки МО.
Область применения РСА в интересах социально-экономического развития включает оценку урожайности агрохозяйственного сектора, мониторинг лесов, сбор данных о характеристиках водной поверхности, поиск полезных ископаемых, картирование границ водоемов и снежного покрова, экомониторинг, обеспечение
42