Радарные "Арконы": первые подробности

Как уже сообщал портал Исследования и разработки – R&D.CNews, в России начата проработка проекта создания собственной группировки активных космических средств ДЗЗ, позволяющих получать радиолокационные изображения метрового разрешения независимо от погодных условий, днём и ночью. Сегодня мы представляем первую информацию о вероятных ТТХ новых аппаратов – и группировки в целом.

Согласно данным ТЗ открытого конкурса Роскосмоса, группировка перспективной отечественной радарной космической системы должна состоять из двух аппаратов "Аркон-2М" с радарами Х-диапазона с АФАР, обеспечивающими круглосуточную и всепогодную работу аппаратов "в интересах социально-экономического развития Российской Федерации, а также международного сотрудничества" всей поверхности Земного шара – от Северного до Южного полюсов включительно.

"Аркон": ТТХ

Выведение аппаратов на орбиту должно осуществляться РН "Союз-2-1б" с РБ "Фрегат-СБ" (рассматривается возможность группового запуска). Иных ограничений массо-габаритных характеристик КА не приводится.

Группировка должна обеспечивать передачу данных как непосредственно на наземный комплекс, таки и с помощью КА на ГСО "Луч-5Б" и "Луч-4".

Характеристики бортового радарного комплекса спутника приведены в Таблице 1.

Таблица 1. Радарные спутники "Аркон": точностные характеристики

Предполагается возможность получения в течение одного сеанса съёмки (кроме съёмки с метровым разрешением) двух радарных изображений объекта с согласованной и ортогональной поляризациями принимаемого сигнала (формат V/(V+ H) и H(V+H)).

В базовых модификациях всех режимов требуется возможность реализации любой из четырёх возможных комбинаций поляризации зондирующего и принимаемого сигнала (V/H, Н/H, V/V, Н/V) или одновременный прием обоих поляризационных составляющих отраженного сигнала при любой из двух возможных поляризаций зондирующего излучения.

Поляризационная развязка сигналов не должна быть менее 25 дБ.

Синтез радарного изображения во всех, кроме высокодетального, режимах предполагается осуществлять на борту ИСЗ – результирующее изображение значительно меньше по объёму, нежели исходное.

Скорость передачи при непосредственной передаче с КА на Землю – не менее 256 Мбит/с (в Х-диапазоне).

Аппарат должен иметь возможность проведения съёмки криволинейного режима в узкополосном режиме, а также (в экспериментальном режиме) - так называемой бистатической съёмки, при которой приём и обработка отражённого излучения спутникового радара осуществляется не самим спутником, но иными средствами.

Аналогичные технологии использования спутникового излучения уже разработаны в России для аппаратов Глонасс и GPS.

Каковы точностные характеристики аппаратов семейства "Аркон-2М"?

Точностные характеристики

В детальном объектовом режиме наблюдения одного и того же сюжета в процессе совместной обработки данных съемки со смежных витков орбиты КА, имеющих относительное смещение от 1 до 5 км, должна быть обеспечена среднеквадратическая погрешность:

• определения относительной высоты элементов рельефа местности: не более 1-2 м при шаге отметок 10-20 м;
• измерения сдвигов элементов сюжета относительно друг друга за время, прошедшее между съемками: не более 15 мм.

Точность привязки РЛИ к с ошибкой (3σ) не должна превышать:

• при наличии реперов: 10…30 м;
• при отсутствии реперов: 30…90 м.

Точность ориентации аппарата в пространстве – не хуже 6-8 угловых минут, точность стабилизации – не хуже 10-3-10-4 град/с.

Скорость программных разворотов – до 0,2 град/с.

КА должен обеспечивать информационную производительность на витке, соответствующую не менее чем 25 минутам функционирования БРЛК в режиме съемки (из них не менее 12 минут на теневой части витка) и ограниченную только ресурсами бортовой системы электропитания.

При этом ресурс надежности бортовой аппаратуры, пропускная способность бортовых средств передачи информации на Землю, емкость бортового запоминающего устройства и возможности системы обеспечения теплового режима БРЛК не должны вносить дополнительных ограничений на уровень информационной производительности БРЛК.

Длительность переориентации антенного устройства на новую полосу с учётом необходимого успокоения конструкции – не более 3 минут.

Должно быть обеспечено управление системами КА во всем диапазоне штатных и нештатных ситуаций, в том числе – автоматический переход в дежурный режим при возникновении аварийных ситуаций, неустранимых бортовыми средствами, с отправкой соответствующего сигнала.

Оперативный план съёмки может формироваться как минимум за сутки, перспективный – на период до 3 месяцев. Время выдачи информационного продукта стандартного уровня обработки – не более двух суток.

Гарантийный срок активного существования – 7 лет с вероятностью безотказной работы не менее 0,9.

"Аркон": история и перспективы

"Аркон" - хорошо известное российским специалистам в области ДЗЗ название. В этот раз, однако, его разработкой и созданием займётся совсем иная компания.

Конкурс на создание аппаратов выиграл ВНИИЭМ – вероятно, ведущий в настоящий момент и в обозримой перспективе отечественный производитель космических систем дистанционного зондирования. Именно во ВНИИЭМ создаются, в частности, перспективный аппарат ДЗЗ «Канопус-В» и белорусский БКА (расчётный срок запуска обоих – апрель 2010 года).

Согласно информации ВНИИЭМ, аппараты будут разрабатываться на базе хорошо отработанной герметичной платформы "Метеор".

Что ещё более важно, созданием одних лишь спутников, как часто бывает в России, ВНИИЭМ не ограничивается. Изначально, на базе неогеографического подхода создаётся принципиально новая для страны, но уже хорошо знакомая по зарубежным аналогам сетевая инфраструктура – портал "Неоглобус".

В чём её смысл и назначение, в чём важность нового подхода?

Перспективы космоса и логика неогеографии

По мере роста качества, доступности данных дистанционного зондирования и повышения их оперативности они всё чаще используются не в качестве промежуточного этапа создания географических продуктов – карт, но в качестве непосредственно используемого потребителями источника документально точной, не опосредованной картографическими либо какими-либо иными условностями информации об общегеографическом либо ситуационном контексте местности.

Осмысление новой тенденции, давно ставшей эмпирическим фактом, привело к пониманию начала принципиально нового этапа в развитии геопространственных методов – принципа неогеографии.

Если в рамках прежнего, картографического, подхода единственным способом работы с географической информацией являлось её проецирование на какую-либо поверхность (карты, глобуса и т.д.), неогеография предполагает возможность работы с информацией об объектах, явлениях и процессах не в двумерной системе координат картографических проекций, но непосредственно в геоцентрических системах координат, позволяющих однозначно локализовать их на Земном шаре – но при этом не обязательно на его поверхности.

Потребность в этом очевидна: сколь-нибудь эффективное управление невозможно без учёта третьей координаты – высоты. Не менее важен также учёт времени – отображение динамики процессов во времени.

Новый подход позволяет произвольным образом, в зависимости от характера решаемых пользователем задач менять ракурс просмотра данных, обеспечивая подлинную стереометричность представления об обстановке – её оценки, моделирования, управления и анализа. Это нужно и в малых масштабах, например на поле боя, и в крупных – например, для отображения ситуации в околоземном пространстве и применения космических средств.

Однако решение этих задач невозможно и немыслимо без создания сред, дающих правильное – метрически достоверное, не вырванное из общего контекста и информационно полное – представление о местности. Решение этой задачи средствами картографии, при помощи опосредованных условностями продуктов, невозможно в принципе. Единственным источником информации о текущем характере местности могут являться только данные дистанционного зондирования.

В то же время, получение изображений земной поверхности в оптическом и ИК-диапазонах возможно не всегда и определяется и временем суток, и состоянием атмосферы, а иной раз – и характером процессов на поверхности Земли. Обеспечить гарантированное слежение за Землёй можно лишь с помощью радарных аппаратов.

Группировки радарных спутников и отдельные аппараты коммерческого и двойного назначения есть сегодня у многих стран – Германии (две независимые группировки), Италии (одна группировка), Израиля, Канады, Eвросоюза, Японии…

Для России ценность подобной группировки особенно высока, если учесть, что на значительной и ценной части территории страны облака и тучи – скорее правило, чем исключение.

Интеграция радарных данных в единое покрытие и представление их в интерфейсе «Неоглобуса», позволяющем организовать доступ к данным широкому кругу пользователей – задача первостепенной важности, способная вывести страну в число лидеров не только по ТТХ спутников ДДЗ, но и, что более важно – по уровню обеспеченности управления страной полной, документально точной и достоверной, не утратившей своей актуальности за годы до этого, информацией.

Более подробная информация о новых подходах к работе с данными и к их использованию в управлении страной, бизнесом и обществом будет представлена на портале Исследования и разработки – R&D.CNews.

Экспертная группа / R&D.CNews