Космический комплекс оперативного мониторинга техногенных и природных чрезвычайных ситуаций «канопус-в»

      Комментарии к записи Космический комплекс оперативного мониторинга техногенных и природных чрезвычайных ситуаций «канопус-в» отключены

Космический комплекс оперативного мониторинга техногенных и природных чрезвычайных ситуаций «канопус-в»

А. В. Горбунов, И. Н. Слободской

Космические средства дистанционного зондирования Почвы (ДЗЗ) являются одним из главных перспективных направлений развития космических совокупностей (КС). Сейчас космические совокупности ДЗЗ интенсивно развиваются и становятся неотъемлемым элементом информационного обеспечения многих направлений экономического развития стран.

К настоящему времени сложились две тенденции создания КС ДЗЗ. Первая из них предусматривает применение в качестве базы сложных космических аппаратов (КА), оснащенных многофункциональным бортовым информационным комплексом (БИК), включающим в себя нужную нагрузку с громадным числом наблюдательных устройств и бортовые информационные совокупности (БИС), осуществляющие накопление приобретаемых данных, объединяя их в единый информационный поток для передачи на Землю пользователям. Вторая тенденция содержится в применении для целей ДЗЗ комплексов сравнительных несложных КА с распределенной нужной нагрузкой (РПН), имеющих в составе БИК ограниченное число наблюдательных устройств и БИС с довольно низкой пропускной свойством.

Разнообразие задач ДЗЗ определяет необходимость создания разнородных КА ДЗЗ. К настоящему времени определились следующие главные группы этих КА по назначению:

  • Гидрометеорологическое обеспечение.
  • Океанографическое обеспечение.
  • Изучение природных ресурсов Почвы.
  • Экологический мониторинг.
  • контроль и Обнаружение ЧС.
  • Гелиогеофизические изучения.

Разбиение неспециализированного множества задач космических наблюдений на классы и группы логично не только по масштабам проявления явлений и объектов, но и методам наблюдения их параметров. Так, для задач метеообеспечения значительным есть получение изображений облачных земной поверхности и полей в видимом и ИК?диапазонах, и измерение вертикальных профилей атмосферных параметров. Для задач мониторинга Мирового океана значительным есть применение пассивно-активных способов мониторинга ветровых и океанических беспокойств в СВЧ-диапазоне спектра, и мониторинг территорий повышенной биопродуктивности океанов и морей по цветовым показателям морской поверхности.

Фундаментальным концептуальным принципом мониторинга поверхности суши есть многозональный метод наблюдения природных объектов, в базе которого лежат разные спектральные функции отражения излучательной способности и солнечного излучения, спектральные характеристики объектов. Проводимые теоретические разработки и сложившиеся практика говорят о том, что, в большинстве случаев, между этими группами КА не существует резких границ.

Приобретаемые эти каждой группы употребляются в интересах вторых групп. В каждой группы должны использоваться устройства, трудящиеся в разных участках спектра электромагнитных колебаний, имеющие различное пространственное и радиометрическое разрешение. Наблюдения посредством этих устройств должны проводиться комплексно и по возможности синхронно.

В замыслах развития национальных метеорологических космических средств и средств ДЗЗ фактически у всех зарубежных государств проявляется тенденция перехода на малые и сверхмалые ИСЗ (с массой менее 100 кг).

КС РПН имеют последовательность преимуществ если сравнивать с классическими КС, а также:

  • Значительно увеличивается надежность системы в целом. Выход из строя 1-2 наблюдательных устройств не требует для их запуска нового и замены создания сложного и дорогостоящего КА. Для восстановления совокупности потребуется запуск относительно несложного и недорогого КА с информационным модулем, содержащим вышедшие из строя устройства.
  • Обеспечивается динамическое развитие КС. По мере создания новых устройств наблюдения, включая экспериментальные, КА может довольно этими устройствами, не ждя создания комплексного КА, с включением их в состав БИК. Так, КС может эволюционно развиваться и совершенствоваться.
  • При построении КС для каждого прибора нужной нагрузки (либо группы) будет возможность выбирать самые оптимальные параметры орбит.

Малые КА с распределенной нужной нагрузкой, не в любых ситуациях являются альтернативой сложным КА, но смогут трудиться с ними в комплексе, решая собственные задачи. Как мы знаем, для КА ДЗЗ существует определенное несоответствие между полосой обзора наблюдательных устройств и их разрешающей свойством.

Это несоответствие определяется возможностями реально существующих и перспективных на ближайшее будущее оптических и электрических составляющих наблюдательных устройств, и ограничениями со стороны радиолиний передачи на Землю приобретаемой информации. Как преодоление этого несоответствия вероятно сочетание, при котором сложные КА смогут употребляться для ответа задач мониторинга земной поверхности и внешней среды, а малые КА для детального наблюдения отдельных объектов и явлений, найденных при мониторинге.

В качестве для того чтобы сочетания смогут рассматриваться КА типа «Метеор-М» и КА типа «Канопус-В». Описание КА типа «Метеор-М» было дано в статье А. Л. Чуркина «Космический комплекс гидрометеорологического и океанографического обеспечения «Метеор-3М» со спутником «Метеор-М» размещённой в издании «ГЕОМАТИКА» №3(4) за 2009 г., с. 79–85. В предлагаемой Вашему вниманию статье даются характеристики КА типа «Канопус-В» (рис.

1, 2).

Рис. 1. Неспециализированный вид КА «Канопус-В» в транспортном положении

Рис. 2. Неспециализированный вид КА Канопус-В в условиях орбитального полета

Федеральной космической программой на 2006–2015 гг. (ФКП-2015) предусмотрено создание космического комплекса (КК) своевременного мониторинга техногенных и природных ЧС и космической системы на его базе в составе двух аппаратов («Канопус-В»).

В соответствии с ТТЗ на КК «Канопус-В» информация, приобретаемая с космических аппаратов предназначенных для обеспечения подразделений Федерального космического агентства, Министерства РФ по делам гражданской обороны, ликвидации последствий и чрезвычайным ситуациям стихийных бедствий, Министерства природных экологии и ресурсов РФ, Федслужбы по мониторингу и гидрометеорологии внешней среды, Российской академии наук и других заинтересованных ведомств в своевременной информации для ответа следующих главных задач:

  • Обнаружение очагов лесных пожаров, больших выбросов загрязняющих веществ в природную среду.
  • Мониторинг техногенных и природных ЧС, а также стихийных гидрометеорологических явлений.
  • Мониторинг сельскохозяйственной деятельности, природных (а также водных и прибрежных) ресурсов.
  • Землепользование.
  • Своевременное наблюдение заданных районов земной поверхности.

Главные характеристики КА «Канопус-В»:

Масса платформы, кг. 261
Масса целевой аппаратуры, кг. до 200
Средневитковое энергопотребление платформы, Вт 197
Пиковое энергопотребление КА, Вт
(в течении 12 мин.)
700
Средневитковое энергопотребление КА, Вт 300
Мощность системы электропитания средняя за сутки, Вт 350
Запас рабочего тела корректирующей двигательной
установки
7 лет
Бортовая память 27 Гб
Скорость передачи информации, Мбит/с 2X122,8, Х диапазон
Высота орбиты 510-540 км
Наклонение (ССО) 98 град
Срок существования до 7 лет

Совокупность управления перемещением и навигации:

Ориентация Трехосная
Точность ориентации по углу Не хуже 5 угл. мин
Точность стабилизации КА Не хуже 0,001 градус/сек.
Точность позиционирования КА в горизонте (2s) 15 м
Макс. кинетический момент 4,2 Нмс
Макс. управляющий Командная 20 радиосистема

и момент:

Рабочий диапазон S
Скорость в канале «Почва-Борт» 9,6 кбит/сек.
Скорость в канале «Борт-Почва» 64 кбит/сек.
Мощность передатчика 250 мВт
ШДН антенны (3 дБ) ± 35 град.
Неточность на бит (BER) 10-5

Система электропитания:

Три панели солнечной батареи с GАs ФЭПами
Аккумуляторные батареи Li-Ion
Управление Бортовой компьютер
Номинал напряжения на шинах СЭС 28 В

Корректирующая двигательная установка:

Тип двигателя СПД
Горючее Ксенон (газ)
Рабочая температура двигателя 500°С
Запас горючего 11–35 кг
Суммарный запас Vхар 32,2–100 м/сек.
Тяга двигателя До 100 мН

Главные характеристики целевой аппаратуры:

Количество спектральных каналов 4
Спектральные каналы:
Панхроматический режим 0,52-0,85 мк
Монохроматический режим 0,54-0,6; 0,63-0,69; 0,69-0,72; 0,75-0,86 мк
Пространственное разрешение:
В панхроматическом режиме 2,1 м
В монохроматическом 10,5 м
Полоса обзора при высоте 510 км в надире Более двадцати километров
Полоса обзора при высоте 510 км при угле крена КА ±40? 1020 км
Периодичность съемки в надире (на экваторе) 5 дней
Продолжительность наблюдения по маршруту До 700 с.
Большая техническая производительность 2 млн. кв. км в день

Сочетание КА типа «Метеор-М» и КА типа «Канопус-В» есть первым опытом у нас создания космических комплексов ДЗЗ на базе сложных и малых КА. Разумеется, что данный опыт возьмёт предстоящее развитие, что обеспечит получение информации с широким спектром частотных каналов, полос обзора и разрешающей способности по пространству, и радиометрии.

ОБЖ ЧС природного и техногенного характера


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: