Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Первые заявления о планах строительства национальной орбитальной станции в России появились еще в 2014 году. Свое решение выйти из проекта Международной космической станции (МКС) в Москве объясняли ухудшением технического состояния российского сегмента станции. Ещё в октябре 2020 года руководитель полетов российского сегмента МКС Владимир Соловьёв сообщил, что прогнозируется «лавинообразный выход из строя многочисленных элементов на борту МКС» после 2025 года. Информационное агентство «Интерфакс-Россия» 27 июля 2022 года сообщило о выходе Россия из проекта МКС и о том, что к этому времени начнется развертывание национальной орбитальной станции [1], проект которой разрабатывается специалистами Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва (РКК «Энергия»).
Станцию планируется впервые в истории пилотируемых орбитальных станций вывести на высокоширотную орбиту, чтобы она смогла работать в интересах России, охватывая своей траекторией весь земной шар, включая Арктику. Российская орбитальная станция (РОС) будет находиться на солнечно-синхронной орбите, что обеспечивается параметрами — наклонением 97...98° к экватору (против 51,6° у МКС) и высотой орбиты — от 300 до 350 км, на которой ее солнечные батареи будут всегда освещены, а запуски будет возможно проводить с трех космодромов — Байконур, Восточный и «Плесецк». В этой связи обращенную к Земле часть станции планируется оснастить системами наблюдения в различных спектрах — от оптического до радиолокационного, а противоположную сторону — аппаратурой для мониторинга космического пространства [2].
Новая РОС сможет, в отличие от МКС, работать без экипажа. Также глава РАН считает, что новая станция должна быть роботизирована, а также автономно управляться искусственным интеллектом. На новой станции можно будет проводить обширные научные исследования. В частности, по изучению дальнего космоса и по проектам дистанционного зондирования Земли, планируется отработка методик контроля ледовой и экологической обстановки и других задач [3, 4].
Параметры орбиты РОС по сравнению с МКС позволяют расширить возможности по наблюдению земной поверхности, что потребует изменений в подготовке космонавтов к выполнению задач, связанных с определением положения космического аппарата (КА) относительно земной поверхности и к выполнению задач наблюдения объектов на земной поверхности в условиях функционирования РОС.
Для разработки учебного материала представляется целесообразным выполнить сравнительный анализ параметров орбит МКС и РОС определяющих особенности и возможность обеспечения наблюдения заданных объектов на поверхности Земли с борта этих станций. Причем этот анализ следует выполнить с точки зрения обеспечения подготовки космонавтов к выполнению задач мониторинга Земной поверхности в зависимости от новых условий полета, свойственных новым параметрам орбиты РОС.
В этой связи определённый интерес представляет анализ влияния следующих параметров, определяющих положение подспутниковой точки трассы КА на поверхности Земли: путевого угла, азимута орбиты, угла «сноса»; скорости полета КА относительно поверхности Земли во взаимосвязи с параметрами орбиты КА и физическими свойствами Земли — угловой скоростью вращения вокруг своей оси и гравитационного поля [5–7].
Из анализа этих параметров следует, что при полете относительно Земли вектор путевой скорости может отклоняться от плоскости орбиты КА на несколько десятков градусов. Величина этого отклонения характеризуется углом «сноса». Это отклонение носит колебательный характер с периодом, равным периоду обращения КА по орбите, определяется размерами, формой, положением орбиты в пространстве и положением КА на орбите, а также угловой скоростью вращения Земли вокруг своей оси. При этом угол «сноса» достигает максимальных значений в узлах трассы, а в точках вертекса равен нулю [8].
Для понимания закономерностей прохождения трассы по поверхности Земли важным является то обстоятельство, что трасса КА значительно отличается от большого круга [9, 10]. Это отличие определяется угловой скоростью вращения Земли вокруг своей оси и нецентральностью гравитационного поля Земли и высотой полета КА. При этом прецессия плоскости орбиты КА с увеличением наклонения орбиты своё воздействие снижает: для МКС она равна 0,327002°за виток, а для РОС — 0,064723° за виток.
Помимо задач землеобзора на борту РОС в интересах большого круга исследовательских, научных, народно-хозяйственных и других задач потребуется решать вопросы определения положения объектов на поверхности Земли с требуемой точностью.
Знание взаимосвязи и характера изменения элементов орбиты путевого угла, азимута орбиты, угла «сноса» и скорости полета станции относительно поверхности Земли во взаимосвязи с параметрами орбиты станции и физическими свойствами Земли, определяющих положение трассы на поверхности Земли в космическом полёте позволят снизить методические погрешности решения таких задач. А также эти знания полезны для прогнозирования наблюдения заданных объектов на Земле по продолжительности, по числу витков в зависимости от параметров средств наблюдения и от широты расположения наблюдаемого объекта.
Таким образом, результаты исследования предназначены:
Полученные в ходе выполнения исследований результаты предназначены для использования в учебном процессе для понимания основных закономерностей, влияющих на наблюдение земной поверхности. Эти результаты позволяют определить влияние анализируемых параметров на возможность выполнения наблюдения земных объектов с борта РОС.
Таким образом, расширение возможностей по наблюдению всей территории России, предоставляемые параметрами орбиты РОС, потребуют изменения в содержании учебного материала, обеспечивающего подготовку космонавтов к выполнению задач дистанционного зондирования Земли.
С этой целью представляется целесообразным для обеспечения подготовки космонавтов в интересах будущей работы на борту РОС предусмотреть при изучении вопросов солнечных орбит в учебной дисциплине «Асторонавигация» включить учебный материал, содержащий особенности построения и функционирования КА на орбите с параметрами РОС. Предусмотреть изучение на этапе общекосмической подготовки кандидатов в космонавты основных факторов, определяющих условия и особенности существования таких орбит.
