- •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»
квартале 2008 г. и войдет в состав международной космической системы мониторинга зон чрезвычайных ситуаций Disaster Monitoring Constellation (DMC). Основная аппаратура
спутника — многоспектральная камера, позволяющая получать изображения по 3 спектральным каналам в полосе шириной 600 км с пространственным разрешением 22 м. Космические изображения будут применяться в интересах коммерческих компаний, государственных ведомств и для мониторинга чрезвычайных ситуаций.
Благодаря широкой полосе захвата спутник сможет дважды в неделю получать полное покрытие съемками Испании и Португалии, а в течение 10 дней всей Европы.
Космическая информация нового миниспутника DEIMOS станет вкладом Испании в общеевропейскую программу глобального мониторинга окружающей среды и
обеспечения безопасности. В соответствии с условиями контракта в технопарке города Вальядолид будет построен наземный приемный центр.
В состав международной системы DMC уже входят миниспутники Великобритании,
Алжира, Нигерии, Турции и Китая, построенные компанией SSTL. Система в течение суток может получать оптические изображения любого района Земли. Будущий оператор первого испанского спутника DEIMOS компания DEIMOS Imaging SL (штаб-квартира в
Вальядолиде, Испания) образована известной консалтинговой компанией DEIMOS Space
SL и лабораторией дистанционного зондирования при университете Вальядолид LATUV.
1.3Космические программы других стран
1.3.1Япония
Япония стала четвертой страной мира, которая со своего космодрома, своей
ракетой-носителем "Ламбда-4S" осуществила в феврале 1970 года запуск первого
искусственного спутника Земли "Осуми". Эта страна работает в космосе исключительно по национальным программам, которые осуществляются в соответствии с долговременным планом работ под руководством Национального управления по
космическим исследованиям и Института исследований в области космоса и аэронавтики Токийского университета. Реализуя этот план, Япония добилась больших успехов в
области космонавтики, создав ряд ракет-носителей "Ламбда-4S", "Мю", "H-I", "Н-II" и спутников связи, метеорологии, для исследований природных ресурсов Земли и т.д.
Руководство и координацию работ по космосу в Японии осуществляет
консультативный орган при премьер-министре — Национальное управление по
космическим исследованиям (НАСДА).
По затратам на космос Япония стоит сейчас на третьем месте в мире (после США и Франции). С целью расширения программы космических исследований и освобождения
46
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
от иностранной зависимости НАСДА предложило резко увеличить ассигнования. В 2000 году они составляли примерно $40 млрд. в год (для сравнения НАСА к этому сроку
имела затраты до $266 млрд., а ЕСА до $86,6 млрд.).
Основной особенностью японской космической программы является широта тематики при минимальных затратах. Япония при всех своих достижениях в космосе тратит средств в десять раз меньше, чем НАСА. Для реализации национальных
космических программ в Японии созданы и оснащены современным технологическим и испытательным оборудованием два космодрома Утиноура и Танегасима и несколько
научно-исследовательских центров.
В 1998 году Япония развернула на орбите систему видовой разведки IGS
(Intelligence Gathering System) в штатном четырехспутниковом составе. Национальная система IGS, вторая в мире по численности после США, стала важным источником
независимой от США объективной видовой информации о ситуации в Северной Корее и
других странах.
Решение о создании системы IGS Япония приняла после пуска северокорейской баллистической ракеты, перелетевшей через Японские острова в августе 1998 года.
После успешного запуска 28 марта 2003 года первой пары спутников IGS-O1 и IGS-R1
(оптический и радарный) последовала авария. Третий спутник с оптическим телескопом IGS-O2 удалось вывести на орбиту 11 сентября 2006 года. В результате запуска IGS-R2 система наконец достигла штатного состава [21].
Увеличение состава системы до четырех аппаратов значительно улучшило
возможности по сбору видовой информации. Система может в течение суток
просматривать любой регион Земли, а для районов на широте Дальнего Востока частота съемки будет еще выше. Средний период повторной съемки для пары радарных спутников IGS-R составляет менее 24 часов, если японские спутниковые радары обеспечивают съемку по обе стороны от трассы полета (такие радары установлены, например, на германских военных спутниках SAR-Lupe). Пара радиолокационных КА выполняет наблюдение за объектами на дневных и ночных витках независимо от
метеоусловий. Летом 2007 года после завершения орбитальных испытаний IGS-R2 система IGS в полном составе сможет обеспечивать наблюдение за объектами в Корее и
на Дальнем Востоке с частотой съемки 2–4 раза в сутки и с передачей данных на
наземные станции в реальном масштабе времени.
Построение группировки оптических спутников Японии IGS-O1 и IGS-O2 аналогично по структуре классической американской системе Keyhole 1980-х годов с «утренним» и «дневным» спутниками (время пересечения экватора в нисходящем узле орбиты 10:30 и
47
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
13:30). Радарные компоненты японской и американской систем различаются: спутники Lacrosse размещены на орбитах с наклонением 57° и 68°, а японские радиолокационные
аппараты IGS-R1 и IGS -R2 размещены в тех же двух плоскостях солнечно-синхронных орбит («утренняя» и «дневная») вместе с оптическими «напарниками». Все КА используют круговые орбиты с периодом повторения трасс около 4 суток.
В наземный сегмент системы входят станции приема космической информации,
станция ввода рабочих программ в Австралии и Межведомственный центр космической разведки CSIC в Токио. Официально центр подчинен кабинету министров, так как
конституция страны запрещает использование космических систем в военных целях. Тем не менее, среди основных заказчиков – Разведывательное управление национальной
обороны страны.
Официальными задачами системы являются обеспечение безопасности и
предупреждение чрезвычайных ситуаций (ЧС). Но спутниковые снимки системы IGS
имеют секретный гриф и не подлежат распространению в СМИ, а изображения зон ЧС поступают в антикризисный центр при кабинете.
Все спутники видовой разведки IGS разработаны компанией Mitsubishi Electric
(MELCO) на базе унифицированных космических платформ; создатель радаров –
компания NEC, оптической аппаратуры – Toshiba. Характеристики и внешний вид спутников засекречены. Однако в 2003 году в печати было опубликовано изображение КА IGS-R с антенной радара с синтезированием апертуры в виде плоской крупногабаритной фазированной решетки. Учитывая высокий технологический уровень радиоэлектронной
отрасли Японии (продемонстрированный при создании радара PALSAR для гражданского
спутника ALOS), можно полагать, что радар IGS-R обеспечивает многополяризационную съемку в диапазонах частот C- или Х- (возможно, в двух диапазонах) по обе стороны от трассы полета с разрешением 1–3 м. Оценочная масса КА – около 1.2 т [21].
Японские оптические спутники IGS-O оснащены двумя длиннофокусными оптикоэлектронными системами с независимыми системами подвески и наведения (аналогично французским спутникам SPOT/HELIOS). Аппаратура позволяет осуществлять
одновитковую стереосъемку, а также получать изображения с разрешением до 1 м в панхроматическом режиме и около 4 м в узких спектральных зонах. Срок активного
существования КА – 5 лет.
Еще меньше деталей приводится в прессе о новом экспериментальном спутнике IGS-O3 Prototype с оптической съемочной аппаратурой. Основное назначение аппарата – орбитальные испытания новой съемочной аппаратуры с улучшенным пространственным разрешением до 40–60 см. В случае успешных испытаний новыми телескопами будут
48
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
оснащены КА следующего, третьего поколения. Работая в комплексе с четырьмя штатными спутниками, экспериментальный аппарат с усовершенствованным телескопом
(фактически пятый спутник системы IGS) сможет получать оптические снимки одних и тех же объектов для сравнительного анализа, а также для наращивания возможностей системы.
Суммарные расходы на систему IGS в 2007 году составили $556 млн. (60.2 млрд.
иен). Запуск нового спутника IGS-О третьего поколения планируется осуществить в 2009 году. Разрешающая способность оптической аппаратуры будет улучшена до 40–60 см. В
2006 году на изготовление нового спутника IGS-O3 выделено $198 млн. (21.4 млрд. иен). Запуск нового радарного аппарата IRS-R3 запланирован на 2011 год. Планируется также
продолжить подготовку персонала Центра космической разведки CSIC. Премьер-министр Японии планирует вынести на утверждение парламента
законопроект, упрощающий толкование неагрессивного военного использования космоса,
что позволит разработать спутники с аппаратурой для более детальной съемки. Япония пересматривает свою космическую программу, планируя создавать спутники меньших размеров и выводить их на орбиту с помощью иностранных ракет-носителей.
Японская ракета-носитель H-IIA F8 (8-ая по счету), стартовавшая 24 января 2006
года, успешно вывела на орбиту японский усовершенствованный спутник мониторинга поверхности Земли ALOS. Спутник массой 4 тонны выведен на солнечно-синхронную орбиту высотой 691 км с периодом обращения 98,7 минут и наклонением 98,2 градуса. Спутник оснащен радаром L-диапазона с синтезированной апертурой PALSAR
разрешением от 10 до 100 м и полосой съемки от 70 до 350 км, картографической
стереокамерой PRISM, позволяющей получать снимки разрешением до 2,5 м, а также 4- канальной мультиспектральной камерой AVNIR-2, позволяющей получать цветные снимки разрешением 10 м [22].
49
