- •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 12 - RADARSAT в космосе глазами художника
Канадское космическое агентство заключило контракт с компанией MacDonald, Dettwiler and Associates (MDA) на проведение проекта по созданию второго поколения спутников для дистанционного зондирования поверхности Земли с помощью радара Radarsat-2. Спутник Radarsat-2 позволяет получать изображения с разрешением 3 м на пиксель.
Проект спутника третьего поколения Radarsat 3 предполагает его вывод на
полярную орбиту, на которой он в течение 7 лет будет заниматься радарной съемкой
всей поверхности земного шара, но при этом основное внимание будет уделяться полярным областям. Спутник Radarsat-3 будет запущен через 2-3 года после спутника
Radarsat-2. Затем два этих аппарата будут работать вместе. Результаты их наблюдений
будут использоваться и в коммерческих и в некоммерческих целях для исследования
природных ресурсов, гражданского строительства, в землеустройстве, для навигации, прокладки трасс для самолетов, для мониторинга наводнений и пр.
1.3.6 Австралия
Начало космической деятельности Австралии приходится на 60-е годы, когда в стране был создан мощный стартовый комплекс «Вумера» в пустыне на юге Австралии
вблизи Аделаиды. В 1960-70-х годах с его территории осуществлялись запуски высотных ракет, а также американских и английских ракет-носителей. Кроме того, в 1967 году с
австралийского полигона «Вумера» был запущен национальный спутник WRESAT, а в 1971 году исследовательский австралийский спутник «Просперо».
60
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
Экономически выгодными для Австралии считаются следующие направления космической деятельности: телекоммуникация, навигация, дистанционное зондирование
Земли и научные исследования, прежде всего для нужд метеорологии и охраны окружающей среды.
Составной частью коммерческого проекта глобального геологического мониторинга и картографии станет австралийский спутник дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ)
Aries-1.Этот спутник предполагается оснастить высокочувствительным спектрометром, работающим в 105 полосах видимого, ближнего и коротковолнового инфракрасного
диапазона. При высоте рабочей орбиты 450-500 км на типовом кадре будет отображаться участок местности размером 15х15 км с наземным разрешением 30х30 м. Оптическая
система с наклонным наблюдением позволит просматривать любой район Земли с периодичностью 6-7 суток. Спутник Aries-1 массой 450-480 кг планируется вывести на
низкую околоземную орбиту высотой 500 км. Стоимость изготовления КА Aries-1
оценивается в 72 млн. дол.
Аппаратура спутника Aries-1 позволит получать данные о залегании минералов в скальных породах и почвах, в том числе и сквозь умеренный растительный покров. Кроме
того, этот КА сможет обеспечить мониторинг лесов и морского побережья, контроль
целого ряда экологических параметров во всем мире. Разработку данного проекта будет осуществлять специально созданный концерн Aries, в который вошли: Австралийский центр дистанционного зондирования, организация CSIRO, компания Auspace Ltd, а также ряд мелких частных компаний. Авторы проекта Aries-1 планируют получить значительный
доход от продажи данных космического наблюдения, собранных этим спутником.
Австралия активно сотрудничает с рядом стран в области освоения космоса. Австралийские фирмы участвуют также в разработке совместного с Южной Кореей микроспутника для сбора данных об окружающей среде в сельских районах стран Азиатско-Тихоокеанского региона. По сообщению директора центра CRCSS стоимость проекта составит 20-30 млн. дол. Большие перспективы открывает сотрудничество Австралии с Россией.
1.3.7 Другие страны
Южно-Африканская республика с 1988 года проводит работы по исследованию и использованию космоса. В рамках своей национальной программы ЮАР осуществляет
эти работы на полигоне Оверберг, расположенном в 170 км от Кейптауна. В конце 1980-х гг. с этого полигона стартовали первые баллистические ракеты.
61
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
Россия намерена оказать содействие ЮАР в создании национальной спутниковой системы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Уже летом текущего года
российской РН на коммерческой основе будет запущен южноафриканский спутник, который будет осуществлять такие научные наблюдения. Кроме того, двустороннее сотрудничество в области космоса Россия видит также и в использовании находящейся на территории ЮАР наземной инфраструктуры, существующей с 50-х годов, но
достаточно современной.
В целом, полагает замглавы Роскосмоса, несмотря на то, что уровень двустороннего
сотрудничества в космосе "пока не находится на должном уровне, перспектива здесь очень хорошая - контакты и переговоры ведутся, научная база ЮАР достаточно высокая".
По его словам, эта страна принимает активное участие в международных сообществах по изучению Земли, в частности, очередное заседание общества "Глобальные системы
наблюдения Земли" пройдет в Кейптауне осенью 2007 года. В направлении развития
космической отрасли "ЮАР двигается поступательно и целеустремленно, потенциал у них большой, а значит и большой потенциал для сотрудничества с Россией", заключил замглавы Роскосмоса.
Бразилия ведет переговоры с рядом стран (в том числе и с Россией) о создании
международного коммерческого космодрома в районе Алкантара (2° 17' ю.ш. и 44° 23'
з.д.).
6 июля 1988 г. был подписан межправительственный протокол, а затем и межагентское соглашение, в силу которого в 1989 г. Китайская академия космической
техники (CAST) и бразильский Национальный институт космических исследований (INPE)
приступили к разработке аппарата, носившего наименование «Китайско-бразильский спутник ДЗЗ» (CBERS, China-Brazil Earth Resources Satellite). Разработка обошлась примерно в 300 млн. $, из которых китайская сторона внесла около 200 млн., а бразильская – 100 млн. $. Бразильские специалисты разработали, в частности, конструкцию КА, систему электропитания, бортовой компьютер, прибор WFI и систему сбора данных SCD. Китай взял на себя запуск спутника, причем Бразилия обещала
компенсировать 30% затрат.
Участие в проекте позволило Бразилии получить доступ и накопить опыт в
космических технологиях, развить свой научно-технический потенциал и создать
производственную структуру для участия в будущих (в т.ч. международных) проектах. На основе опыта разработки CBERS Бразилия намерена приступить, в частности, к созданию собственных спутников связи и метеоспутников. Наконец, реализация проекта укрепляла связи двух стран и выводила Бразилию на одно из ведущих мест в «третьем мире».
62
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
КА CBERS-1 предназначен для мониторинга природных ресурсов Китая и Бразилии в интересах сельского хозяйства, геологии, гидрологии, географии, картографии,
экологии, океанографии и других дисциплин. На основе данных системы CBERS будет проводиться городское планирование, анализ землепользования, контроль загрязнения окружающей среды и чистоты воды, слежение за состоянием лесов, их вырубкой и гибелью в результате пожаров, за другими процессами, связанными с деятельностью
человека, а также за природными явлениями (засухи, наводнения и т.п.). Информация, которая будет поступать со спутника, даст возможность готовить долгосрочные прогнозы
погоды и рассчитывать размеры будущего урожая.
Позднее были заключены дополнительные соглашения об изготовлении и
испытаниях в Бразилии второго аппарата CBERS-2 и об участии INPE в управлении КА системы CBERS. 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 страны-
заказчики фотоснимки и данные, касающиеся сельского хозяйства, охраны и мониторинга
окружающей среды, городского планирования и разведки земельных и природных ресурсов.
Тайвань объявил о планах разработки собственного спутника с использованием современных технологий. Несмотря на международное противодействие, Тайвань
планирует в дальнейшем строить спутники по зарубежным заказам и участвовать в
международных космических программах.
Недавно Национальное космическое агентство Тайваня NSPO объявило о планах разработки первого космического аппарата силами национальной промышленности. Проект, получивший название Argo, нацелен на создание малого спутника дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) с помощью оптической аппаратуры высокого разрешения.
До сих пор космическое ведомство Тайваня финансировало три космических проекта серии Rocsat, в дальнейшем переименованные в Formosat-1, -2 и -3. Спутник
Formosat-1 был разработан американской компанией TRW только при частичном участии
компаний Тайваня и выведен на орбиту американской ракетой Athena-1 в 1999 году. Спутник использовался для мультиспектральной съемки океанов и проведения технологических экспериментов.
63
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
Второй космический аппарат Тайваня, Formosat-2, стоимостью $142 млн. был создан французской компанией Astrium SAS, собран в Тайване и выведен на орбиту
американской ракетой-носителем Taurus в 2004 году. Аппарат массой 740 кг оснащен высокодетальной оптической камерой RSI для съемки Земли с пространственным разрешением 2 и 8 м в панхроматическом и мультиспектральном режимах. Права на маркетинг снимков Formosat-2 на мировом рынке приобрела французская компания SPOT
Image, создавшая разветвленную сеть приемных станций [29].
Международная программа Formosat-3/COSMIC (Constellation Observing System for
Meteorology, Ionosphere and Climate) стоимостью $100 млн. предусматривает запуск шести микроспутников, созданных предприятиями Тайваня и США для исследований
атмосферы и ионосферы, предсказания погоды и климата. Старт американской ракеты с КА Formosat-3 запланирован на конец марта 2006 года с авиабазы Ванденберг (штат
Калифорния) с помощью ракеты-носителя Minotaur ВВС США.
Недавно агентство NSPO объявило о начале работ по проекту Argo с целью создания мини-спутника ДЗЗ массой 200 кг и стоимостью $47 млн. силами национальной промышленности. Бортовая оптико-электронная аппаратура спутника обеспечит
мультиспектральную съемку с пространственным разрешением 6,5 м в полосе захвата 77
км. Мини-спутник будет выведен на орбиту высотой 660 км в конце 2008 - начале 2009 года с помощью коммерческой ракеты Falcon-1 и войдет в состав многоспутниковой международной системы RapidEye, создаваемой Германией совместно с Великобританией и Канадой, в качестве тайваньского сегмента (другое название КА Argo
- RapidEye-6).
По данным NSPO, в ходе работ по проекту Argo уже разработана космическая платформа, в системе управления которой впервые будет применен новый процессор LEON-3. Все программное обеспечение бортовых систем и наземного центра управления полетом предполагается создать на Тайване. Расчетный срок существования спутника составит 7 лет.
При полном развертывании система из 6 спутников RapidEye обеспечит
ежесуточную съемку любого района Земли при благоприятных метеоусловиях. Основные прикладные задачи системы RapidEye: контроль землепользования, экологический и
природоохранный мониторинг, сельское и лесное хозяйство, контроль чрезвычайных
ситуаций и картографирование. Основными потребителями космической информации станут сельскохозяйственные агрокомплексы, страховые, проектировочные и строительные компании, природоохранные организации и другие ведомства.
64
