РОСКОСМОС-СПОРТ

Новости

27.11.2009 06:56

«МОНИТОР-Э» - четыре года на орбите


Четыре года назад, 26 ноября 2005 года во время проведения очередного сеанса на космическом аппарате «Монитор-Э» была включена целевая аппаратура и получены первые изображения земной поверхности.

КА «Монитор-Э» был запущен 26 августа с космодрома Плесецк ракетой-носителем «Рокот». Он был выведен на круговую солнечно-синхронную орбиту высотой 540 км. На аппарате, вес которого 750 кг, установлены две камеры с разрешающей способностью 8 и 20 метров.

За это время на орбите аппарат прошел летные испытания и успешно работал в интересах хозяйственной деятельности России. Полученные с него панхроматические снимки (черно-белые) с разрешением 8 м и спектрозональные с разрешением 20 м (цветные) с привязкой к географическим координатам используются в интересах Минприроды, Минсельхоза, Минобороны РФ и других российских ведомств.

Так, по снимкам с КА «Монитор-Э» были определены объемы незаконной вырубки лесов практически по всей территории России. В рамках экологического мониторинга были обнаружены разливы нефти на Каспии и нефтегазовые загрязнения ряда районов Западной Сибири.

Минсельхозом данные с «Монитора-Э» использовались для оценки состояния таяния снегов и прогноза урожаев. Значительная информация была получена о состоянии территорий вокруг объектов инфраструктуры газовой и нефтедобывающих отраслей (буровые вышки, газопроводы, нефтепроводы и др.). В рамках задач Минобороны информация с «Монитора-Э» использовалась для получения цифровых карт местности в интересах создания и испытаний специальных средств.

Запуску и целевому применению КА «Монитор-Э» предшествовала огромная работа по его созданию.

ГКНПЦ им. М. В. Хруничева и ранее имел опыт разработки автоматических КА, однако проект «Монитор-Э» относился к высшей категории сложности и для успешной реализации требовал внедрения многих новых организационных, технических и производственных мероприятий.

В мировой практике небольшие космические аппараты ДЗЗ стали применяться с конца 80-х годов после начала массового внедрения цифровых информационных технологий и миниатюризации аппаратуры. Это позволило обеспечивать запуски таких аппаратов легкими и относительно дешевыми ракетами-носителями. Так называемые малые космические аппараты (МКА) стали получать широкое распространение для решения задач картографии, геологической разведки, контроля окружающей среды. МКА ДЗЗ появились, кроме США, также во Франции, Индии, Израиле. В России, одной из ведущих космических держав, аппаратов такого класса не было. И Космический центр по инициативе его первого Генерального директора Киселева А. И., в целях расширения сферы своей деятельности, включился в разработку МКА нового поколения. Для выведения КА на орбиту функционирования предусматривалось использовать конверсионную ракету-носитель (РН) легкого класса «Рокот» разработки ГКНПЦ им. М. В. Хруничева.



В проектном направлении КБ «Салют» были развернуты работы по изучению иностранного опыта создания современных КА, анализу требований к МКА ДЗЗ и связи, созданию концепции и приборного состава платформы для спутника. Проведенные оценки показали, что оптимальная платформа для МКА, выводимого на орбиту РН «Рокот», может обеспечивать размещение целевой аппаратуры массой до 500 кг с энергопотреблением до 3,5 кВт. Предварительный облик такой платформы, получившей наименование «Яхта», был определен в 1998 году и стал основой для разработки проектов КА ДЗЗ серии «Монитор», КА связи «Диалог» и научного российско-американского КА наблюдения RAMOS.



В 2000 году руководством ГКНПЦ им. М. В. Хруничева было принято решение о создании за счет собственного финансирования космического комплекса «Монитор-Э», включающего в свой состав РКК «Рокот», наземный комплекс управления полетом КА и комплекс приема и обработки целевой информации. В перспективе ГКНПЦ им. М. В. Хруничева планировалось занять нишу создания МКА и выйти с информационной продукцией на рынок космических услуг. Для разработки всех компонентов комплекса была сформирована кооперация предприятий-разработчиков, располагающая наиболее перспективными техническими решениями и опытом работы. Велась подготовка производства на РКЗ для изготовления нового КА, разворачивалась испытательная база для его наземной отработки.

Для проведения маркетинга и исследования наиболее перспективных областей применения КА ДЗЗ и связи была создана Дирекция МКА.

При проектировании КА «Монитор-Э» для достижения требуемых характеристик был принят ряд прогрессивных технических решений. В частности, использование модульной конструкции КА, применение бортовых систем в негерметичном исполнении, обеспечение высоких точностных требований к наведению съемочной аппаратуры и стабилизации КА, широкое внедрение цифрового информационного обмена между отдельными системами и др. Все это необходимо было выполнить при жестких ограничениях по весам и габаритам. При этом время функционирования КА должно составлять не менее 5-ти лет.

При изготовлении конструкции КА были применены легкие и прочные алюминиевые и углепластиковые сотовые панели, освоены технологии отвода тепла от работающей аппаратуры без применения жидкостных контуров теплообмена. В производстве было обеспечено соблюдение высоких требований чистоты при сборочных и испытательных работах с КА. Технологами РКЗ и КБ «Салют» были предложены новые техпроцессы, разработана оснастка, оборудованы рабочие места.

Однако, как известно, все новое рождается в муках. Не миновала судьба и проект «Монитор-Э». В 2001 году, в связи со сложнейшим финансовым положением в Центре, работы по созданию КА «Монитор-Э» практически остановились. Единственным выходом из сложившейся ситуации было получение финансирования на завершение работ от будущих потребителей информации.

Руководство Центра обратилось в Федеральное космическое агентство (ФКА) с предложением о долевом финансировании проекта и соответствующем использовании съемочной информации, поступающей с «Монитора-Э». Было проведено множество встреч с руководством Роскосмоса, представлены десятки калькуляций проведенных затрат и оценок средств, необходимых для завершения работ. После длительных экспертиз и оценок наши предложения были поддержаны бывшим руководителем ФКА Ю. Н. Коптевым, и, наконец, в 2003 году состоялось подписание контракта на завершение работ при условии передачи агентству 70% съемочной информации.

В связи с финансовыми затруднениями процесс наземной отработки КА «Монитор-Э» и его систем продолжался почти 4 года. Прочностные, тепловакуумные, электрические испытания проводились на специально изготовленных стендовых изделиях как в ГКНПЦ, так и на предприятиях-смежниках. Особенно длительными оказались электрические испытания систем КА на КИС РКЗ. Процесс отработки взаимодействия его систем, отладки программного обеспечения бортовых приборов был сложным и мучительным, поскольку практически все системы и приборы КА «Монитор-Э» были новой разработки. В ходе наземных испытаний было проведено значительное число доработок систем аппарата и элементов конструкции.

В ходе разработки КА «Монитор-Э» на предприятиях-смежниках, в частности, разработчиках: системы управления - МОКБ «Марс», целевой аппаратуры - НПП «ОПТЭКС» и Красногорском заводе им. С. А. Зверева, телекомандной системы и линии сброса видеоинформации – РНИИ КП, были созданы новые рабочие места для изготовления аппаратуры на основе цифровых технологий с применением зарубежной элементной базы.

Параллельно с отработкой бортовых систем спутника в Центре шло создание наземного комплекса управления и наземного комплекса приема и обработки информации для обеспечения его полета и эксплуатации на орбите. Эту работу выполняли подразделения НИИ КС, «Хруничев-Телеком» и КБ «Салют» с привлечением смежных предприятий. На корпусе 32 ГКНПЦ появилась уникальная 10-метровая антенна. В том же корпусе была развернута аппаратура Центра управления полетом и Наземного комплекса приема и обработки информации. Для эксплуатации комплекса был набран и обучен персонал, разработано и отлажено программное обеспечение.

Летом 2005 года, после завершения наземной отработки на КИС РКЗ, космический аппарат «Монитор-Э» был доставлен на космодром «Плесецк», проверен на техническом комплексе и запущен с помощью РН «Рокот» на солнечно-синхронную орбиту. Запуск прошел успешно и был, как уверяют очевидцы, одним из самых красивых и зрелищных пусков «Рокота».

В процессе летных испытаний, длившихся несколько месяцев, были проверены режимы управления аппаратом, выявлены и устранены проявившиеся на начальном участке полета отказы и сбои в работе систем спутника, настроена съемочная аппаратура.

Особенно тревожными были дни, когда сразу после запуска «Монитора-Э» Центру управлением полета не удалось найти связь с аппаратом. Весь персонал несколько дней находился в нервном напряжении. В итоге оказалось, что настройка аппаратура наземных измерительных пунктов КИС отличалась от настройки аппаратуры, которая использовалась при наземных испытаниях командной радиолинии на РКЗ. После замены специалистами РНИИ КП аппаратуры на одном из НИПов с аппарата сразу посыпалась телеметрия, и он стал буквально проглатывать все команды управления, что вызвало облегчение и бурю восторга всех присутствовавших в это время в ЦУПе.

26 ноября 2005 года состоялось долгожданное событие - был получен первый снимок с борта КА «Монитор-Э». Дальнейшая эксплуатация аппарата в целом протекала успешно. В ней были задействованы КБ «Салют» для управления полетом КА, Департамент ДЗЗ и спутниковых систем для планирования работы целевой аппаратуры и обработки получаемой видеоинформации. Были освоены все режимы съемок панхроматической и спектрозональной аппаратурой, режимы передачи видеоинформации на Землю и ее первичной обработки с привязкой снимков к географическим координатам. Неизбежные в таких случаях отказы и сбои в работе систем КА успешно преодолевались, сказывалась тщательная отработка систем на Земле и продуманные проектные решения.

Однако настоящие испытания на выживаемость обрушились на КА «Монитор-Э» в конце 2006-го. На спутнике произошел отказ гироскопического прибора, а без него ориентированный полет КА и проведение съемки невозможно. Единственной возможностью выхода из создавшейся ситуации было обеспечение поддержания ориентации спутника по звездам с использованием бортовой астроизмерительной системы. Но алгоритмы и программное обеспечение системы управления не предусматривали решение этой задачи.

В связи с этим специалистами МОКБ «Марс» и КБ «Салют» была проведена большая и сложная работа по доработке и закладке на борт нового программного обеспечения системы управления, отладке его в условиях полета и использования для ориентации аппарата при работе съемочной аппаратуры. К концу 2007 года эта работа увенчалась успехом, и, как казалось, навсегда: потерянный спутник вернулся в число действующих аппаратов ДЗЗ.

В 2009 году им было отснято 35,2 млн. кв. км земной поверхности территории России, стран Европы, Азии, Африки, Америки с хорошим качеством снимков, а за все время эксплуатации получено снимков более 200 млн. кв. км территории земного шара.

В ГКНПЦ им. М. В. Хруничева продолжает работать наземный комплекс приема и первичной обработки информации ДЗЗ, где ведется ее регистрация, обработка и архивирование. Цифровые снимки с КА «Монитор-Э» также передаются в научный центр оперативного мониторинга Земли Роскосмоса для использования в интересах народного хозяйства и Министерства обороны. Интерес потребителей к данным ДЗЗ с КА «Монитор-Э» сохраняется, поступают заявки на проведение съемок и приобретение данных из архива.

За четыре года эксплуатации КА «Монитор-Э» на орбите ГКНПЦ им. М. В. Хруничева приобрел бесценный опыт создания МКА, особенно полезный разработчикам его систем, проведшим испытания в реальных условиях космического полета. Этот опыт показал сильные и слабые стороны созданного аппарата, в том числе влияющие на его надежность и живучесть.

Необходимо отметить, что другие российские предприятия-разработчики космических аппаратов внимательно следили за созданием и эксплуатацией КА «Монитор-Э» и вбирали всю доступную информацию по функционированию его бортовых систем для учета в своих перспективных разработках.

Малый космический аппарат дистанционного зондирования Земли «Монитор-Э» является первой отечественной разработкой, выполненной на уровне новейших технологий. На основе полученного в процессе его создания технического и производственного задела в 2006 году был создан малый КА связи «KaзСат» для Республики Казахстан, а в начале 2009 года изготовлен и запущен «Протоном» на геостационарную орбиту малый КА связи «Экспресс-МД1».

В настоящее время в ГКНПЦ им. М. В. Хруничева продолжаются работы по изготовлению КА связи «KaзСат-2» и «Экспресс-МД2», ведутся маркетинговые работы по поиску новых заказов на создание космических аппаратов ДЗЗ и связи.

Снимки, сделанные КА "Монитор-Э":



Россия, Ханты-Мансийский АО, пос. Юильск, "Монитор-Э", ПСА (10.07.08)



С.Петербург, Россия. 01.07.2009



КА "Монитор-Э" (РДСА), Иран, Бандар (30.05.2009)



США, Финикс, РДСА (01.06.09)

Пресс-служба ГКНПЦ им.М.В.Хруничева




Сообщить об ошибке в тексте

Фрагмент текста с ошибкой:

Правильный вариант:

При обнаружении ошибки в тексте Вы можете оповестить нас о ней. Для этого нужно выделить мышкой часть текста с ошибкой и нажать комбинацию клавиш "Ctrl+Enter".