С Байконура запустили пятый «Ресурс-П» для высокодетальной съемки Земли

Запуск ракеты-носителя «Союз-2.1б» состоялся 25 декабря в 10:45 по московскому времени. Она стартовала с 31-й площадки космодрома Байконур с космическим аппаратом «Ресурс-П» №5 на борту. Незадолго до этого госкомиссия выдала разрешение на заправку и пуск ракеты. Старт прошел успешно: спустя примерно две минуты после запуска произошло отделение первой ступени, затем, через пять минут, отделилась вторая ступень, а следом за ней были сброшены створки головного обтекателя.

Наконец, на целевую орбиту был выведен пятый «Ресурс» — длительность его отправки в космос составила всего 9 минут 23 секунды. В Роскосмосе во время прямой трансляции подтвердили успешное отделение спутника от третьей ступени. Этот запуск стал юбилейным для ракет семейства Р-7 — 2000-м по счету.

МненияЮрий Борисов: Роскосмос по итогам 2024 года выйдет на прибыль

ТехнологииДо планет и звезд: 60 лет первому применению плазменного электроракетного двигателя

«Ресурс-П» № 5 станет последним спутником данной серии. Все последующие космические аппараты для пополнения орбитальной группировки будут модернизированы и по этой причине получат название «Ресурс-ПМ» — спутники нового поколения уже находятся в производстве. Что представляет собой космическая система «Ресурс-П», какие приборы позволяют ей осуществлять высокодетальную съемку нашей планеты и какая еще аппаратура установлена на борту спутников серии, в материале Pro Космоса.

Система, потребители и разработчики

Космическая система «Ресурс-П» предназначена для ДЗЗ в видимом и ближнем инфракрасном (ИК) диапазонах спектра, передачи данных по радиоканалу на наземные пункты приема информации, планирования целевого применения космической системы, приема, обработки и архивирования полученных данных, создания стандартных продуктов с учетом заявок потребителей.

Среди пользователей системы — следующие федеральные органы исполнительной власти: Минприроды, МЧС России, Минтранс, Минсельхоз, Росреестр, Росрыболовство и Росгидромет.

В состав космической системы «Ресурс-П» входят:

• космический комплекс;

• наземный комплекс приема, обработки и распространения информации космической системы;

• средства космической навигационной системы «ГЛОНАСС» (входят функционально).

Головной организацией-разработчиком космической системы и спутников «Ресурс-П» выступает самарский Ракетно-космический центр (РКЦ) «Прогресс» (входит в Роскосмос). Прием и обработку спутниковой информации обеспечивает оператор космического комплекса — Научный центр оперативного мониторинга Земли (НЦ ОМЗ) холдинга «Российские космические системы» (РКС).

Действиями аппарата на орбите руководит Центр управления полетами Центрального научно-исследовательского института машиностроения (ЦУП ЦНИИМаш). О возможных вариантах применения спутников серии «Ресурс-П» читайте в нашем материале.

Новый «Ресурс» на смену старому

Аппараты серии «Ресурс-П» («перспективный») пришли на смену спутнику «Ресурс-ДК1», запущенному в 2006 году для многозонального ДЗЗ. При разработке новых спутников использовались технические решения, хорошо зарекомендовавшие себя на «Ресурсе-ДК1»: этот спутник успешно функционировал на орбите в течение почти девять лет, хотя его гарантийный срок службы составлял всего три года.

Как и «Ресурс-ДК», «Ресурс-П» имеет «вертикальную» компоновку (оптическая ось целевой аппаратуры параллельна продольной оси спутника и направлена к Земле, в надир) и конструктивно состоит из агрегатного и приборного отсеков, отсека целевой аппаратуры и внешней солнечной батареи.

В момент запуска агрегатный отсек с двигателями расположен снизу аппарата, а во время полета по орбите — сверху. Под ним находится приборный отсек с основными системами управления, а еще ниже — отсек с целевой аппаратурой, из которого выступает труба оптической системы, закрытая в стартовом положении крышкой светозащитного устройства.

Ориентацию и стабилизацию спутника и наведение аппаратуры на объект съемки осуществляют силовые гироскопы, которые позволяют быстро и точно отклонять корпус от надира. Энергию для работы служебной и целевой аппаратуры обеспечивают две панели солнечных батарей, которые раскрываются во время полета.

Тактико-технические характеристики «Ресурса-П» были значительно улучшены. Это стало возможным благодаря использованию нескольких типов съемочной аппаратуры, установке системы приема и преобразования информации с более высоким разрешением, а также обеспечению работы на круговой солнечно-синхронной орбите. Кроме того, улучшились потребительские свойства и точность координатной привязки изображений, передаваемых на Землю, а также динамические характеристики космического аппарата.

В качестве основного инструмента на борту спутника установлена оптико-электронная система «Геотон-Л1», разработанная специалистами Красногорского завода имени С. А. Зверева (КМЗ, входит в холдинг «Швабе» госкорпорации «Ростех»), включающая крупногабаритный длиннофокусный линзовый объектив «Актиний-4АГ», созданный на Лыткаринском заводе оптического стекла (ЛЗОС).

С учетом возможных разворотов спутника по углу крена полоса обзора инструментов увеличилась, причем аппаратура должна была работать в расширенном спектральном диапазоне при сохранении рабочего поля зрения, одной из основ беспрецедентно большой полосы захвата.

«Эффективность приборов, разработанных сотрудниками предприятий нашего холдинга, высоко оценили после запуска предыдущих спутников “Ресурс-П”, — сказал после запуска «Ресурса-П» №4 генеральный директор «Швабе», член Бюро Союза машиностроителей России Вадим Калюгин. — “Геотон-Л1” помогает максимально точно составлять карты местности, а также обеспечивает оперативный контроль экологического состояния окружающей среды и мониторинг чрезвычайных ситуаций». Об особенностях работы спутников серии «Ресурс-П» Pro Космос рассказывал ранее.

Изменения и улучшения

В системе «Геотон-1», установленной на спутнике «Ресурс-ДК1», существовало значительное расстояние между спектральными каналами, что создавало определенные трудности при создании мультиспектральных (цветных) изображений. В связи с этим было принято решение изменить подход к получению панхроматических и мультиспектральных изображений.

Отказались от использования однотипных приборов с зарядовой связью (ПЗС) и оптико-электронных преобразователей. Для применения в оптико-электронной аппаратуре «Ресурса-П» были разработаны два типа ПЗС-матриц и два типа оптико-электронных преобразователей: панхроматический и мультиспектральный.

Глубокой модернизации подверглась электронная составляющая съемочной аппаратуры — система приема и преобразования изображения (СППИ). По сути, это принципиально новая система, получившая название СППИ «Сангур-1У». Перед ее проектантами (РКЦ «Прогресс») стояли противоречивые задачи. Как минимум требовалось сохранить пространственное разрешение аппаратуры «Геотон» при существенном увеличении высоты орбиты космического аппарата и при этом полностью использовать поле зрение оптической системы и ее разрешающую способность. Одновременно нужно было расширить спектральную рабочую область, обеспечив хорошую чувствительность в синей области спектра.

Система обеспечивает высокодетальную съемку земной поверхности в режиме, приближенном к реальному времени, и позволяет с высокой точностью распознавать объекты на расстоянии 475 км от поверхности планеты. Для анализа деталей и текстур местности используется возможность получения снимков в черно-белом диапазоне с разрешением лучше метра.

Спектральные изображения могут быть получены с разрешением от двух до трех метров. По данным Роскосмоса, способность снимать 38-километровую полосу поверхности Земли — рекордная для аппаратов подобного типа с аналогичным разрешением. За одну экспозицию «Геотон-Л» мог сканировать 2000 км. Информация о свойствах земной поверхности собирается благодаря наблюдению в различных спектральных диапазонах.

Кроме оптико-электронной аппаратуры высокого разрешения, на борту «Ресурса-П» установлена гиперспектральная съемочная аппаратура — ГСА (разработка КМЗ) и комплекс широкозахватной съемочной аппаратуры — КШМСА (разработка филиала РКЦ «Прогресс» — НПП «ОПТЭКС»). Кадры, полученные с помощью ГСА, позволяют выполнять спектральный анализ атмосферы, лесов, посевов, почвы, геологических образований, а также определять влажность и состав грунта, заболевания сельскохозяйственных культур, уровень загрязнения водоемов и многое другое.

ГСА одновременно снимает в нескольких узких диапазонах видимого и ближнего ИК-спектра и строится на базе светосильного зеркального объектива, диспергирующей системы и высокоскоростных кадровых фотоприемных ПЗС-матриц видимого и ближнего ИК-диапазона. Специально для этого проекта в НПП «ЭЛАР» разработаны отечественные матрицы «Кадр-РП». Аппаратура управления ГСА, а также фотоприемные устройства на основе высокоскоростных матриц с кадровой организацией создаются в НПП «ОПТЭКС».

Полоса захвата ГСА составляет 25 км, а разрешение (проекция пикселя) — около 25 м. При спектральном разрешении от 5 до 10 нм ГСА обеспечивает получение изображения поверхности Земли одновременно в 96–255 спектральных поддиапазонах, в зависимости от режима работы.

Комплекс широкозахватной мультиспектральной съемочной аппаратуры, по сути, представляет собой два устройства в моноблочном исполнении. Это аппаратура высокого разрешения ШМСА-ВР и аппаратура среднего разрешения ШМСА-СР, которые могут работать как вместе, так и автономно. Пара камер может снимать в шести спектральных диапазонах одновременно, включая один панхроматический режим и пять режимов в узких диапазонах спектра.

Электроника двух камер полностью унифицирована. Их характеристики определяются используемыми линейными фотоприемниками ПЗС с длиной строки около 8000 пикселей и специально разработанными (ОАО «ЛЗОС») телецентрическими объективами двух типов с различными фокусными расстояниями.

ШМСА-ВР может создавать изображения с разрешением 12 м в панхроматическом диапазоне и 24 м в мультиспектральных каналах, и покрывать 97 км; КШМСА-СР имеет разрешение около 60 м в панхроматическом диапазоне и 120 м в мультиспектральных каналах при полосе захвата 440-480 км. Этот набор спектральных диапазонов и пространственного разрешения открывает широкие возможности для решения разнообразных задач: от учета атмосферных явлений до исследования процессов роста и отбора растений. Такие данные могут быть полезны для специалистов в области сельского и лесного хозяйства, гидрологии, картографии и даже метеорологии.

Последние в серии

Все спутники «Ресурс-П» запускались ракетами-носителями «Союз-2.1б» с космодрома Байконур. Первый космический аппарат вышел на орбиту 25 июня 2013 года и проработал до 30 декабря 2021 года, второй стартовал 26 декабря 2014 года и проработал до 10 октября 2018 года. Третий начал функционировать 13 марта 2016 года, четвертый — 31 марта 2024 года. Пятый запущен сегодня.

Целевая аппаратура последних спутников данной серии — «Ресурс-П» №4 и №5 — обладает улучшенными техническими характеристиками, в частности, вдвое увеличенной скоростью передачи данных. Претерпела существенные изменения и аппаратура высокоскоростной радиолинии (БА ВРЛ), в состав которой входит запоминающее устройство с существенно увеличенным объемом.

«Запуск “Ресурса-П” №5 завершает, к сожалению, серию космических аппаратов “Ресурс-П”, которые успешно работали на орбите и обеспечивали народное хозяйство высококачественными цветными снимками, — говорит Дмитрий Баранов, генеральный директор РКЦ «Прогресс». — Эти космические аппараты решали вопросы отслеживания стихийных бедствий, работы по кадастру и даже позволяли отслеживать исторические памятные события».

Ранее глава Роскосмоса Юрий Борисов заявил, что Россия занимает третье место в мире по динамике развертывания собственной спутниковой группировки. Не считая запуск пятого «Ресурса-П», в 2024 году Роскосмос запустил 99 спутников. На сегодняшний момент группировка насчитывает около 288 аппаратов. Кроме того, гендиректор рассказал о финансовых итогах года для госкорпорации, подробнее в нашей статье.