В России строится частный спутник-"шпион"

Микроразмерный космический аппарат будет весить всего 12 кг. На его борту будет установлена оптическая камера для съемки Земли, изображения которой смогут принимать большое число образовательных центров во всех странах мира. В разработке проекта "Прозрачный Мир" участвуют специалисты предприятий российской ракетно-космической отрасли и коммерческих компаний сектора геоинформатики.

В их числе - КБ "Полет", Омск (разработчик и изготовитель малоразмерных спутников "Надежда", "Университетский-Татьяна", "Можаец", и ракет-носителей "Космос-3М"); НИИЛАКТ РОСТО, Калуга (разработчик командных радиокомплексов управления микроспутниками "Университетский-Татьяна" и др.) и ИТЦ "СканЭкс", который и осуществляет сегодня финансирование проекта.

Главные особенности проекта "Прозрачный Мир" – относительно невысокая стоимость, свободный доступ к космической информации, что определяет широкую аудиторию проекта, возможность использования космических изображений в образовательной, научно-исследовательской и практической деятельности. На первом этапе планируется запустить экспериментальный микроспутник для отработки технических решений, на втором этапе предполагается развернуть систему из 5-6 микроспутников, обеспечивающих обзор всей поверхности Земли в течение суток.

Космические образовательные проекты в мире и в России

В мире образовательные малоразмерные спутники с оптической аппаратурой съемки Земли достаточно широко распространены, например, в США, Великобритании, Германии, ЮАР, Малайзии и др. Достоинствами таких проектов являются практическая значимость принимаемой информации, которая может одинаково успешно использоваться в образовательных, научно-исследовательских и практических целях.

Кроме того, успешный опыт проектирования малоразмерных аппаратов в дальнейшем становится базовым для развития целой серии аппаратов. Например, космический центр при Британском университете Суррей и Берлинский технический университет создали космические технологии, востребованные и широко известные сегодня в мире.

В России также существуют космические образовательные программы – военная академия им. Можайского успешно использует в учебном процессе малоразмерные спутники серии "Можаец", запускаемые при поддержке Космических войск РФ, а центр управления НИИЯФ МГУ им. Ломоносова с 2005 года осуществляет прием научных данных от образовательного микроспутника "Университетский".

Однако образовательные спутники России с аппаратурой съемки Земли до сих пор вывести не удалось: попытка запуска микроспутника "Бауманец", созданного при бюджетной поддержке Роскосмоса в интересах МГТУ им. Баумана, закончилась неудачно из-за аварии ракеты "Днепр" в июле 2006 года. Проект "Прозрачный Мир" нацелен на ликвидацию возникшего отставания.

Мир: прозрачный и общедоступный

Существенным отличием проекта «Прозрачный Мир» от аналогов является непрерывная передача изображений Земли в так называемом режиме прямого вещания на все приемные станции в различных странах мира. Космические изображения, доступ к которым будет свободным, предполагается принимать в образовательных целях в ВУЗах и школах, а также для решения практических задач рационального природопользования и экологического мониторинга.

По мере отработки технологии планируется запустить серию из 5-6 микроспутников, которые позволят ежесуточно получать изображения всей Земли со средним пространственным разрешением.

Сегодня наилучшая космическая информация, находящаяся в свободном (бесплатном) доступе, имеет низкое пространственное разрешение - 250 метров (сканеры MODIS американских спутников Terra и Aqua). Микроспутник "Прозрачный Мир" будет распространять изображения в непрерывном режиме передачи в реальном масштабе времени с пространственным разрешением 50 метров.

Именно принцип свободного доступа к данным спутников Terra и Aqua определил широкую популярность информации датчиков MODIS во всем мире. По данным NASA, сегодня более 120 станций в различных странах мира принимают данные MODIS, даже Российская система мониторинга лесных пожаров Рослесхоза базируется исключительно на данных MODIS, а также метеоспутников NOAA.

Другим важным фактором космических изображений, передаваемых в реальном масштабе времени, является возможность оперативного слежения за природными и масштабными техногенными процессами в динамике их развития. Проект “Прозрачный Мир” продолжит традиции успешной российской космической программы оперативного спутникового мониторинга "Ресурс-01", которая эксплуатировалась в 90-х годах.

Эти спутники, разработанные во ВНИИЭМ (Москва), впервые позволили получить полный охват всей территории России цифровыми изображениями с разрешением до 50 метров. Кстати, данные аппаратуры РДСА экспериментального российского спутника "Монитор-Э" с разрешением 40 метров также планировалось передавать в режиме свободного доступа.

“Прозрачный Мир” – синтез передовых технологий

Основной полезной нагрузкой микроспутника "Прозрачный Мир" массой 12 кг является оптико-электронная камера съемки Земли с пространственным разрешением 50 метров в полосе шириной 400 км в четырех спектральных каналах с радиометрическим разрешением 12 бит.

Выбранные спектральные каналы (голубой, зеленый, красный и ближний ИК) позволят решать широкий круг научно-исследовательских задач, в том числе определять области загрязненной водной поверхности, оценивать состояние растительности, обнаруживать пожары, районы наводнений, рассчитывать индекс вегетации и др.

Служебные подсистемы изготовлены на базе новейших технических разработок, позволяющих миниатюризировать и упростить конструкцию. Для трехосной ориентации изготовлены гиромаховики управления с максимальной частотой вращения более 90 000 об/мин и массой 35 грамм каждый. В их конструкции использованы принципы плавающей подвески роторов, самые современные швейцарские и российские технологии, цифровое управление обмотками электромоторов и интеллектуальный контроль управляющего и кинетического момента.

В подсистеме ориентации в качестве датчиков использованы высокоточный магнитометр массой 60 грамм и мощностью 0,1 Вт, электромагниты массой по 50 грамм, высокоточные солнечные датчики по 125 грамм. Все датчики интегрированы в микропроцессорную структуру, состоящую из 4 малопотребляющих микроконтроллеров DSP.

Навигацию в космосе обеспечивает бортовой GPS приемник массой 150 грамм вместе с антенной. Для коррекции параметров орбиты предназначена двигательная установка тягой 0.003 Н при удельном импульсе более 100 с и массой 100 грамм. Для передачи на Землю видеоизображений от оптической камеры разработаны передатчики со скоростью 32Мбит/с при энергопотреблении 40 Вт и массе 1,6 кг. Информационный поток данных ДЗЗ с использованием этого передатчика достигает 60 Гбайт в сутки.

В состав системы электропитания входят GaAs фотопреобразователи, LiIon аккумуляторная батарея, распределенная система регуляции заряда и бортового напряжения дали возможность при минимальной массе оперировать с пиковой мощностью более 70 Вт, обеспечивая при этом 40 Вт среднесуточного потребления аппаратуры, используя возможности системы ориентации. Электрическая сеть на борту имеет всего 5 кабелей.

Бортовой комплекс управления, команд и телеметрии массой 800 грамм и средним потреблением 2 Вт, включая радиоканал управления, проверен многократными запусками и многолетней эксплуатацией.

Система тепловых труб обеспечивает космический аппарат комфортным температурным режимом, монолитный корпус – необходимой прочностью и жесткостью для вывода любым современным носителем, включая ракеты-носителя морского базирования "Штиль".

Почти вся аппаратура либо уже успешно испытывалась в космосе в виде технологических прототипов или образцов, либо готова к летно-конструкторским испытаниям и ожидает запуска.

Состояние проекта и перспективы

В настоящее время первый микроспутник "Прозрачный Мир" находится на этапе изготовления. Основные технические решения апробированы на реальных космических программах, основные сведения о проекте докладывались на международных научно-практических конференциях и на ХХХI Королевских чтениях в 2007 году. Защита эскизного проекта состоялась в конце 2006 года при участии экспертов из РКК “Энергия”, ФГУП ВНИИЭМ и ГКНПЦ им. Хруничева.

Темпы изготовления и дата запуска зависят от объемов инвестиционного финансирования. Пока запуск экспериментального микроспутника «Прозрачный Мир» намечен на конец 2007 года.

Алексей Андронов / R&D.CNews