- •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»
- высокооперативного наблюдения.
Создание такой международной группировки российско-белорусских КА типа
«Канопус-В» и БКА с уникальными свойствами по оперативности и возможностям различных видов съёмки позволит значительно расширить область применения российско-белорусских данных на мировом рынке продукции ДЗЗ.
1.4.2 Украина
Признание Европейским Союзом роли Украины в формировании новой архитектуры европейской безопасности может и должно быть использовано как существенный рычаг
продвижения украинских интересов в отношениях с ЕС с целью обеспечения наиболее эффективного использования экспортного потенциала военно-промышленного комплекса Украины. Такие шаги будут способствовать упрочению безопасности Украины путем
обеспечения экономической и политической стабильности на общеевропейском
пространстве.
Всложившейся ситуации возникает возможность обеспечения промышленных предприятий Украины заказами из европейских стран. Принятие подобных мер будет способствовать предотвращению кризисных явлений в Украине, росту стабильности ее политического и экономического воздействия на общеевропейские интеграционные процессы.
Вобщегосударственной (национальной) космической программе Украины
наблюдению Земли уделено значительное внимание. В 1995 году был запущен первый
украинский спутник "Сич-1", а в 1999 году был запущен украинско-российский спутник "Океан-О" для комплексных наблюдений в видимом, инфракрасном и СВЧ - диапазонах
спектра. Оба спутника продолжают функционировать по целевому назначению. Создана
наземная инфраструктура для управления спутником, приема и предварительной
обработки данных наблюдений Земли. Планируется запустить модернизированный спутник "Сич-1М" с оптическим сканером повышенного разрешения (~ 30 м), и многодиапазонным (ВИД, ИК, СВЧ) комплексом обзорного наблюдения; ведется
проектирование космических систем оптического и радиолокационного наблюдения с разрешением 1 - 8 м с вводом их в эксплуатацию в 2007 году.
Тем не менее, в настоящее время основным проблемным вопросом в развитии ДЗЗ остается низкая коммерческая отдача космических средств, что характерно, без
исключения, для всех современных космических систем. Несмотря на низкую стоимость съемки единицы площади и огромные объемы собираемых данных, удельный вес
67
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
космической информации в общем объеме выходной тематической продукции для потребителей остается довольно низким - до 10-15 %.
Опыт работ с КС "СИЧ-1М" и "Океан-О" показал, что вопросам продвижения услуг ДЗЗ на национальный и международный рынок не уделялось должного внимания: сеть приемных станций ограничивалась территорией Украины и России, отсутствует дистрибьюторская сеть распространения данных ДЗЗ и переработки этих данных в
готовый информационный продукт для пользователя. Таким образом, для успешного решения широкого класса оперативных прикладных задач необходима коренная
перестройка технологии по планированию съемки, получению и доставке информации. Первые украинские спутники "Сич-1" и "Океан-О" создавались и эксплуатировались в
тесной кооперации с Российской Федерацией. В дальнейшем необходимо развивать и расширять интеграционные связи и с другими заинтересованными странами.
Вэтом плане показательной является создаваемая украинско-российская
космическая система "Сич-1М", которая ориентирована на интеграцию в мировую спутниковую сеть наблюдения Земли. Выбранный состав исследовательской аппаратуры соответствует современному мировому уровню развития средств ДЗЗ и позволяет
решать ряд практических задач как по наблюдению растительных и почвенных покровов
суши, так и по исследованию Мирового океана и атмосферы, контролю гидрологической и ледовой обстановки.
Так, спутник оснащен комплексом аппаратуры малого разрешения (оптической – МСУ-М и радиолокационной – РЛС БО), работающим в режиме совмещенного кадра и
обеспечивающим глобальные всепогодные наблюдения морских и материковых льдов,
приводного ветра, атмосферных фронтов, крупных нефтяных загрязнений и др.
Что касается космических аппаратов высокого разрешения лучше 10 м, то их создание также целесообразно вести на кооперативной основе с заинтересованными зарубежными партнерами и владельцами аналогичных систем. При создании перспективных КА особое внимание должно быть уделено повышению информационных возможностей системы. В этом плане в Украине имеется ряд оригинальных разработок.
Для эффективной эксплуатации космического сегмента в интересах пользователей определяющим условием является создание наземной инфраструктуры,
обеспечивающей регулярный прием информации от национальных и зарубежных КА, ее
обработку и доведение до пользователя в виде готового товарного продукта.
Внастоящее время в ГКБ "Южное" идет разработка следующего этапа системы ДЗЗ
–спутника "Січ–1М", который создается на конструктивной платформе КА "Січ-1", но усовершенствованный сканер обеспечит на порядок лучшее разрешение. Будут также
68
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
улучшены параметры радиолокатора бокового обзора. На спутнике устанавливается оптико-микроволновый сканер МТВ3А-ОК одновременных измерений в ИК и СВЧ-
диапазонах, который обеспечит глобальный мониторинг окружающей среды в интересах метеорологии и океанологии, а также решение промышленных задач. Качественно новым будет и наземный комплекс приема, обработки и распространения информации наблюдения Земли. Впервые в Украине в его состав будет входить операторский центр,
который кроме координации работы системы, будет решать задачи коммерциализации. В ГКБ "Южное" разрабатываются также проекты и на отдаленную перспективу – спутники
метрового разрешения в оптическом и радиолокационных диапазонах "Січ–2" и "Січ –3". Ранее финансирование ракетно-космической деятельности производилось по
остаточному принципу — до 90 млн. грн. ежегодно. Закон Украины "Об Общегосударственной (национальной) космической программе" предусматривал
финансирование в среднем до 360 млн. грн. в год. В Концепции рассматривается ряд
вариантов финансирования космической деятельности — до 250 млн. грн. ежегодно. Хотя для содействия оптимальному развитию отрасли общий объем бюджетной поддержки должен составить 750 – 900 млн. грн. Кроме того, следует привлекать дополнительные
внепрограммные средства в объеме не менее 50% указанной суммы.
В 2001 году украинское ГКБ «Южное» (Днепропетровск) одержало победу в проводившемся правительством Египта международном тендере на создание первого египетского спутника дистанционного зондирования земли EgiptSat-1. Помимо Украины, в тендере приняли участие Великобритания, Россия, Корея, Италия. Созданный на основе
микротехнологий EgiptSat-1 массой до 100 кг будет эксплуатироваться на солнечно-
синхронной орбите. Причиной переноса запуска ракеты-носителя "Днепр" с 16 зарубежными микроспутниками, включая первый египетский спутник дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) Egyptsat-1, стала неисправность в кабельной сети разгонной ступени ракеты.
По словам главы НКАУ, в 2007 году должен быть запущен построенный Украиной EgyptSat-1. В течение 3-х лет украинская сторона также обеспечит создание и
развертывание в Египте наземной станции управления спутником в полете и модернизацию станции приема данных дистанционного зондирования, а также обучение
египетского персонала и подготовку местных специалистов к разработке спутников
подобного класса. Как сообщает ГИС-Ассоциация, гендиректор Национального космического агентства Украины (НКАУ) Юрий Алексеев не исключает, что Украина будет строить еще один, второй, спутник дистанционного зондирования Земли для Египта — EgyptSat-2, а также алжирский спутник ДЗЗ Alsat-2.
69
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
1.4.3 Казахстан
Успех казахстанских спутниковых проектов, реализуемых преимущественно при поддержке российских космических структур, не в последнюю очередь зависит от их
соответствия ожиданиям потребителей.
Сегодня, когда космическая отрасль вышла на позиции одной из приоритетных и наукоемких Казахстан, перестав довольствоваться позицией арендодателя, может и
должен войти в число активных участников международного космического рынка. В 2004 году была принята государственная программа развития космической деятельности в РК
на 2005–2007 годы, поставившая целью укрепление национальной и информационной безопасности, содействие социально-экономическому и научно-техническому развитию страны путем эффективного использования космических технологий. В настоящее время
национальная компания «Казкосмос» разрабатывает концепцию программы развития космической отрасли на период до 2020 года, и предположительно в 2007 году документ будет представлен на общественное обсуждение [36].
Представители причастных к реализации казахстанской космической программы научно-исследовательских организаций и производственно-внедренческих структур Казахстана, России и стран дальнего зарубежья считают, что приоритетным на данный момент направлением развития космической деятельности в Казахстане должны стать средства спутниковой связи и системы дистанционного зондирования Земли.
Весной 2006 года с космодрома Байконур, который с 1994 года у Казахстана
арендует Россия, был запущен первый отечественный спутник связи республики KazSat. В настоящее время Казахстан с помощью российской стороны готовит к запуску целую
группу спутников связи.
Другое направление развития спутниковых систем — дистанционное зондирование
Земли (ДЗЗ) из космоса, по мнению участников рынка, особенно актуально для страны в свете особенностей ее территориального устройства, отличительными чертами которого являются значительная территория и низкая плотность населения. Эффективное
управление такой инфраструктурой и ее контроль невозможны без систем космического мониторинга. Задачи систем ДЗЗ лежат в сфере обороны и безопасности, поиска полезных ископаемых и энергоносителей, сельского и лесного хозяйства, мониторинга ЧС, землепользования, контроля экологических параметров.
Как отмечают специалисты, создание национальных спутников ДЗЗ является одной из наиболее характерных тенденций космической отрасли. Национальные системы ДЗЗ
действуют и разрабатываются в Индии, Китае, Израиле, Таиланде, Корее, Аргентине, а
70
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
также во многих других государствах, включая постсоветские Украину и Беларусь. Казахстан пока не располагает собственными спутниками ДЗЗ, однако в республике
действует система приема и обработки данных ДЗЗ со спутников Индии, США, России, Канады. В работе задействованы: Институт космических исследований со станциями приема в Астане и Алматы, а также компания «Казгеокосмос», имеющая станцию приема
вАтырау.
Спомощью космических средств дистанционного зондирования можно осуществлять мониторинг состояния инфраструктуры, сельскохозяйственной
деятельности, чрезвычайных ситуаций, достоверно оценивать последствия аварий и стихийных бедствий. Поэтому, перспективность развития спутниковых систем
наблюдения, должна быть оценена не только на уровне государства, но и на уровне банковских структур, крупных и средних корпоративных пользователей, которые будут
потреблять новую услугу, получать от этого прибыль и инвестировать ее в спутниковую
отрасль, воспроизводя ее на более высоком технологическом уровне.
71
