Сравнительный анализ космических систем радиолокационного наблюдения по данным из открытых источников

Язык труда и переводы:
УДК:
629.783
Дата публикации:
04 марта 2023, 17:05
Категория:
Секция 02. Летательные аппараты. Проектирование и конструкция
Авторы
Яценко Михаил Юрьевич
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Аннотация:
В настоящее время создание космических систем радиолокационного наблюдения Земли является одной из наиболее приоритетных задач отечественной ракетно-космической промышленности. Радиолокационное дистанционное зондирование Земли имеет ряд преимуществ, особенно важных при наблюдении территории России, и может обеспечить более эффективное решение народно-хозяйственных и специальных задач. В исследовании проведен анализ и сравнение существующих космических систем радиолокационного наблюдения по выделенным параметрам. В результате графически показаны зависимости между параметрами и сформулированы выводы.
Ключевые слова:
космический аппарат, радиолокатор космического назначения, дистанционное зондирование Земли, космическая система, объект наблюдения
Основной текст труда

Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) космического назначения являются эффективным средством получения информации, поскольку их функционирование не зависит от состояния атмосферы, метеорологических условий, времени суток и условий освещенности.

Другими конкурентными преимуществами космической радиолокационной съемки являются повышенная точность измерения геометрических характеристик объектов, возможность выявления специфических характеристик объектов наблюдения, возможность наблюдения и обнаружения объектов, невидимых в оптическом или ИК-диапазонах электромагнитного спектра, скрытых снежным или растительным покровом, или по косвенным эффектам и ряд других [1, 2].

Таким образом, указанные преимущества радиолокационного ДЗЗ будут способствовать решению различных народнохозяйственных и специальных задач именно в России, большая часть которой находится в районах высоких широт, с продолжительными полярными ночами и наличием облачной погоды на протяжении длительного времени в течение года.

Такая критическая потребность в регулярной съемке поверхности территории РФ в интересах различных отраслей (мониторинг ледовой обстановки, сельское хозяйство, ведение кадастра, мониторинг сложных технологических объектов и пр.) приводит к необходимости создания собственных космических средств дистанционного зондирования Земли, основанных на радиолокации.

Сейчас число космических аппаратов (КА) радиолокационного наблюдения значительно меньше количества КА оптического наблюдения. Это обусловлено в значительной степени сложностью создания радиолокационной системы (РЛС) космического назначения, различием в требованиях к служебным системам, обеспечивающим функционирование РЛС, а также габаритными характеристиками антенных систем и повышенной массой РЛС [3].

В рамках исследования были собраны и проанализированы данные о существующих космических системах радиолокационного наблюдения Земли (порядка 25 космических систем) из открытых источников [1–7]. Критерием отбора в контрольную группу являлась непосредственная или потенциальная способность работы в северных широтах. В ходе исследования выяснилось, что абсолютное большинство таких космических систем — зарубежные.

Основные выводы по параметрам КА с РЛС:

  1. максимальная масса РЛС на малом космическом аппарате (МКА) не превышает 250 кг, а на КА более 1000 кг — не превышает 950 кг;
  2.  минимальная масса РЛС на МКА – 30 кг, а на КА более 1000 кг — 150 кг;
  3. пиковая мощность РЛС на МКА не превышает 1600 Вт, а КА более 1000 кг — не превышает 5000 Вт;
  4. с увеличением массы РЛС и высоты орбиты КА значения пиковой мощности РЛС повышаются;
  5. относительная масса РЛС (масса РЛС отнесенная к массе КА) лежит в диапазоне (0,2…0,5).

Требования рынка сервисов и услуг, основанных на данных космического мониторинга, привели к тренду снижения массы космических аппаратов и переходу к созданию орбитальных группировок. Так запущенный в 2008 году космический аппарат TecSar (Израиль) создал новый класс аппаратов массой менее 500 кг [1, 3]. Ранее масса КА ДЗЗ составляла более одной тонны. В дальнейшем тренд сохранился. В 2018 году был запущен первый спутник Iceye, который открыл класс космических аппаратов массой порядка 100 кг [7].

В связи с этим задача по созданию МКА с радиолокатором является одной из самых приоритетных для ракетно-космической промышленности в России на ближайшую и среднесрочную перспективы и направлена на решение следующих ключевых проблем:

  • отсутствие в составе спутниковой группировки России КА ДЗЗ с радиолокаторами высокого разрешения;
  • ограничение доступа к данным ДЗЗ зарубежных космических систем, что влечет за собой сложности в создании сервисов и услуг на основе такой информации.
Литература
  1. Верба В.С., Неронский Л.Б., Осипов И.Г., Турук В.Э. Радиолокационные системы землеобзора космического базирования. Москва, Радиотехника, 2010, 680 с.
  2. Гарбук С.В., Гершензон В.Е. Космические системы дистанционного зондирования Земли. Москва, А и Б, 1997, 296 с.
  3. Голов Н.А., Корянов В.В., Усачев В.А., Топорков А.Г. Перспективные технологии создания космического комплекса радиолокационного зондирования Земли на базе малых космических аппаратов и ракет-носителей легкого класса. Инженерный журнал: наука и инновации, 2019, № 5, 9 с.
  4. Занин К.А., Клименко Н.Н. Возможности космических систем радиолокационного наблюдения по периодичности наблюдения объектов и районов. Воздушно-космическая сфера (Aerospace Sphere Journal), 2020, № 4, с. 82–93.
  5. Earth observation missions — eoPortal website. Available at: https:// www.eoportal.org/ (accessed November 23, 2022).
  6. Орбитальные группировки. Государственная корпорация по космической деятельности «Роскосмос». URL: https:// www.roscosmos.ru/21922/ (дата обращения 23.11.2022).
  7. ICEYE: Satellite Missions. Available at: https://www.iceye.com/satellite-missions (accessed November 23, 2022).
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.