- •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»
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.
Согласно проекту, спутник будет выполнять свои задачи 2 года. Его вес — 1452 кг. Спутник способен своевременно передавать в Китай, Бразилию и другие странызаказчики фотоснимки и данные, касающиеся сельского хозяйства, охраны и мониторинга
окружающей среды, городского планирования и разведки земельных и природных
ресурсов.
Спутник оборудован тремя многоспектральными ОЭС: сканер HRCC с разрешением
20 м в полосе 113 км, ОЭС IRMSS 80 м и 160 м в полосе 120 км и сканер WFI — 260 м в
полосе 885 м.
Для завоевания места на мировом рынке геоинформатики китайцы выбрали весьма
необычный ход: космоснимки CBERS-02B будут передаваться в открытом режиме
бесплатно. В сообщении не уточняется, информация какого конкретно сканера будет передаваться в открытом режиме. Возможно, китайцы оставят за собой права на продажу данных от сканера высокого разрешения или лицензирование программного обеспечения.
Сегодня для сбора видовой информации и съемки Земли из космоса Китай создал на орбите внушительную группировку из 10 спутников, в том числе два метеоспутника FY1D и FY -2C, спутник для съемки океанов HY-1A, китайско-бразильский спутник ДЗЗ
CBERS-02, три спутника ДЗЗ серии Resource-2 (ZY-2), малоразмерные спутники «Beijing-
1» («Пекин-1»), «Tsinghua-1» («Циньхуа-1»), Experimental. В Китае также запущены 22
55
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
спутника двойного назначения серии FSW c возвращаемой аппаратурой фотосъемки Земли. Кроме того, аппаратура съемки Земли устанавливалась на орбитальных модулях
четырех последних пилотируемых кораблей серии «Шэньчжоу» (SZ-3 - SZ-6). Главная китайская станция приема данных ДЗЗ под Пекином обеспечивает сбор данных не только от китайских спутников, но и от 9 космических аппаратов ведущих зарубежных программ ДЗЗ США, Европы, Канады, Франции и Индии.
В течение 11-й пятилетки (2006-2010) Китай планирует создать систему из 8 низкоорбитальных малоразмерных спутников ДЗЗ серии HJ с оптической и
радиолокационной аппаратурой. В ближайшие 1-2 года на орбиту будут выведены два миниспутника HJ-1A/1B с оптическими телескопами и один спутник HJ-1C с радаром, а
также создана наземная инфраструктура сбора и обработки данных. Представитель министерства MOST сообщил, что в Китае утверждена программа разработки
космических аппаратов с оптической аппаратурой высокого разрешения класса «Ikonos».
В 2007 году в Китае планируется запустить также спутник многоспектральной съемки океанов HY-1B, полярный метеоспутник FY и третий китайско-бразильский спутник дистанционного зондирования Земли CBERS-02B с тремя оптико-электронными
сканерами высокого, среднего и низкого пространственного разрешения (20 м, 80 м и 260
м). Всего в течение следующего десятилетия Китай планирует вывести на орбиту 18 спутников с аппаратурой съемки Земли.
Китай добился успехов и в области спутниковой навигации. В стране создана региональная навигационная система на базе 3 геостационарных спутников «Бэйдоу-1»
(BD-1), которая применяется на транспорте, в рыболовной отрасли, морской навигации и
разработке месторождений полезных ископаемых. Сообщено, что Китай разрабатывает проект много-спутниковой группировки новой навигационной системы «Компас-2». В настоящее время идет согласование рабочих частот в международном союзе радиосвязи ITU. Китай в качестве партнера участвует также в создании европейской навигационной системы «Galileo». Новые системы обзора Земли и навигации (ОЗН) Китая создаются для повышения качества и конкурентоспособности национальных космических систем,
внедрения механизма использования космической информации в практическую деятельность госструктур и интеграции национальных и зарубежных систем в единый
комплекс обзора Земли и навигации (GPS/ГЛОНАСС/Galileo/Compass).
Китайское правительство, которое за последние 20 лет создало один из самых больших в мире рынков коммерческих снимков, уже добилось полной автономии по снимкам среднего разрешения и рассчитывает достичь этой цели и по снимкам разрешения субметрового в течение последующих трехпяти лет, сообщает Ресурсный
56
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
центр спутниковых данных и приложений Китая (Center for Resource Satellite Data and
Applications - CRESDA).
Общий доход от продажи спутниковых снимков в Китае, который резко возрос в последние десятилетия, скорее всего, произошел потому, что данные с китайских спутников продавались в два раза дешевле, чем аналогичные данные иностранных компаний. Прибыль от продажи космических снимков в Китае составила 5 млн. долларов
США в 2005 году, 15 млн. долларов США в 2008 году и, вероятно, достигнет 40 млн. долларов США в этом году, а своего пика (50 млн. долларов США) она достигнет в 2015
году.
Если планы Китая по оптической съемке сбудутся, то на китайские спутники, начиная
с 2014 года, будет приходиться почти половина продаж данных высокого разрешения в Китае, по сравнению с близким к нулю современным значением. Эти прогнозы могут
существенно измениться, если одно или несколько китайских государственных
учреждений, которые в настоящее время являются только мелкими покупателями космических снимков, решат увеличить объемы своих покупок.
1.3.4 Корея
Правительство Республики Кореи имеет программу поддержки высоких технологий, в том числе аэрокосмических, считая это наилучшим способом повысить
конкурентоспособность страны на международном рынке. Для исследований и
разработок в области аэрокосмических технологий в октябре 1989 был создан Корейский авиационно-космический научно-исследовательский институт KARI.
За последние 15 лет Южная Корея запустила в космос 9 искусственных спутников
Земли с целью наблюдения за поверхностью планеты и океаном, а также для военных
нужд. Кроме того, Южная Корея использует свои спутники для коммерческой связи. Первый корейский многоцелевой спутник KompSat-1 обеспечивал разрешение 6.6 м
при полосе захвата 17 км. Второй корейский многоцелевой спутник KompSat-2 был
запущен 28 июля 2006 г. с помощью ракеты-носителя «Рокот» с космодрома Плесецк (Россия). Спутник был разработан инженерами KARI в сотрудничестве с консорциумом EADS Astrium. Эксклюзивные права на поставку данных со спутника KompSat-2 получила компания SPOT Image (Франция). Спутник был выведен на солнечно-синхронную орбиту
высотой 685 км. KompSat-2 предназначен для получения цифровых изображений земной поверхности с пространственным разрешением 1 м в панхроматическом режиме и 4 м в
мультиспектральном режиме. Расчетная ширина кадра составляет 15 км.
57
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
Высокодетальная космическая информация будет использована для картографирования, экологического мониторинга, поиска полезных ископаемых, а также в оборонных целях
[27].
Ежесуточно с этого спутника можно получать 7,5 тыс. снимков с охватом 15х15 км, что обеспечивает общее покрытие в 1,7 млн. кв. км. Такие снимки вполне могут служить для картографирования в масштабах 1:5000 — 1:2000. Корейское космическое агентство
(KARI) сейчас работает над созданием новых спутников серии KompSat и спутника COMS-1 для телекоммуникаций, метеорологии и океанографии. В ближайшие 10 лет
KARI планирует вывести на орбиту еще 10 спутников различного назначения
По заявлению национального космического агентства Южная Корея планирует
запустить ориентировочно к 2012 году новый спутник ДЗЗ двойного назначения. Спутник, названный Arirang 3A, станет модернизированной версией ИСЗ Arirang 3, запуск которого
запланирован на 2009 год. Как и его предшественник ИСЗ Arirang 3, новый спутник будет
оснащен мультиспектральным сенсором MSC с разрешением 70 см. Кроме того, будет добавлена возможность съёмки в нескольких инфракрасных каналах. Это позволит бороться с лесными пожарами, проводить мониторинг тепловых очагов в городах и
наблюдать за вулканической активностью, а также отслеживать перемещение наземных
транспортных средств, судов и летательных аппаратов.
Стоимость создания Arirang 3A оценивается в 228.2 миллионов долларов. Инфракрасный сенсор будет разработан корейскими специалистами к 2009 году. ИСЗ Arirang 3A планируется вывести на орбиту высотой 450-890 км. Ширина полосы захвата
составит 16.8 км, срок активного существования — 4 года.
Южная Корея планирует также вывести на орбиту в 2008 году ИСЗ радиолокационного зондирования Arirang 5 (KOMPSAT-5) и выйти на рынок данных радарной съемки. Европейская компания Alcatel Alenia Space разработает и запустит для Кореи в конце 2008 года спутник KOMPSAT-5 с бортовой РСА. В сообщении не приведены характеристики спутника, но, судя по научным публикациям последних лет, КА KOMPSAT-5 будет оснащен радаром Х-диапазона с пространственным разрешением
несколько метров.
Южная Корея потратит 3,8 трлн. вон ($4 млрд.) в ближайшие 10 лет на исследования
в области технологий в строительстве спутников и ракетоносителей, заявил Чон Хэ Ян,
представляющий министерство по науки и технологиям Южной Кореи. “Исследование космоса это инвестиции в будущее”, - подчеркнул он. Чон Хэ Ян добавил, что исследования в космосе также помогут Южной Корее в поиске необходимых ресурсов для своей экономики.
58
