Денис Драгунский о мужестве
честно вглядеться в лица
своих предков

«Запуски 2011 года в очередной раз «сдвинулись вправо»

Текущее состояние дистанционного зондирования Земли в России и за рубежом

Лектор: (none) 24.01.2012, 13:10
Космическая съемка района аварии лайнера Costa Concordia EROS B, ImageSat, ИТЦ «СКАНЭКС».
Космическая съемка района аварии лайнера Costa Concordia

Текущее состояние российской группировки спутников зондирования Земли не соответствует потребностям экономического развития страны, особенно на фоне бурного развития отрасли в мире. Кроме традиционного лидера США наращивает мощности Китай. Даже некосмические державы стремятся обзавестись собственными спутниками дистанционного зондирования, рассказывает в своей лекции на «Газете.Ru» заместитель генерального директора ИТЦ «СКАНЭКС» Алексей Кучейко.


Итоги-2011

В 2011 году на орбиты вокруг Земли запущены 23 гражданских, коммерческих и военных космических аппарата (КА) съемки Земли, среди которых, к сожалению, всего два российских – один военный и один метеорологический спутник. На орбиту были выведены 19 спутников с оптической аппаратурой съемки Земли, принадлежащих 13 странам (Индия, Сингапур, Аргентина, Иран, США, Китай, Россия, Украина, Нигерия, Турция, Япония, Франция, Чили). На качество съемки в оптическом диапазоне влияют освещение (день или ночь), а также наличие облачности. Также были запущены два спутника (японский и китайский) с радиолокаторами с синтезированной апертурой (РСА).

Этот способ позволяет получать радиолокационные изображения земной поверхности и находящихся на ней объектов независимо от метеорологических условий и уровня естественной освещенности местности с детальностью, сравнимой с аэрофотоснимками.

Два метеорологических КА России и США выведены на геостационарную и низкую полярную орбиты. Отметим, что речь идет о гражданских, коммерческих и военных спутниках дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) с оптико-электронной и радиолокационной аппаратурой, позволяющей получать изображения с пространственным разрешением от низкого (1–4 км) до сверхвысокого (<1 м). Мы не принимали во внимание спутники ДЗЗ для исследований атмосферы, океанов и льда, не формирующие изображений поверхности Земли, образовательные спутники классов нано- и пико- с микрокамерами, автоматические зонды с аппаратурой съемки поверхности Луны и других планет, а также военные космические аппараты, запущенные по секретным программам: информация в открытой печати по ним отсутствует.

По интенсивности запусков спутников с аппаратурой съемки Земли результаты 2011 года оказались рекордными за последние 12 лет. После относительно стабильного семилетия 2000–2006 годов (в среднем по 10–16 космических аппаратов) число запусков спутников для съемки Земли постепенно росло (в 2007 году — 19; 2008-м – 21; 2009-м — 22 спутника), за исключением провального 2010 года (14 спутников).

По национальной принадлежности новые спутники съемки Земли в 2011 году распределились между 13 различными странами (в 2010-м – среди 9 государств; 2009-м – 11; 2008-м – 8).

Лидерами по числу спутников стали Китай (5) и США (3),

по два спутника ДЗЗ запустили Россия, Индия, Нигерия и Япония. Сингапур стал оператором первого национального спутника ДЗЗ. Китай запускает больше всех в мире спутников ДЗЗ уже третий раз за последние пять лет (2010 и 2007), в другие годы лидировали США (2009) и Германия (2008).

В приведенной статистике запусков не учтены два студенческих образовательных наноспутника массой 2–3 кг с микрокамерами съемки Земли, созданные студентами Индии и США. Образовательные наноспутники с микрокамерами стали регулярно появляться на орбите 3–4 года назад. В 2010 году университеты Японии, Индии и Китая запустили 5 таких спутников массой менее 5 кг. Короткоживущие наноспутники (обычно до 1 года) не оказывают влияния на мировой рынок геоинформатики, но говорят о доступности технологий ДЗЗ и новых подходах к подготовке молодых специалистов в ведущих космических державах.

Российские образовательные спутники – сегодня крайне редкое явление, несоразмеримое по масштабам с коммерческими запусками Роскосмосом зарубежных полезных нагрузок.

Учитывая плачевное положение с кадрами на предприятиях отрасли, Роскосмос вполне мог бы предложить для профильных российских вузов программу запуска образовательных спутников дистанционного зондирования Земли в качестве бесплатных попутных нагрузок.

Как и в 2010 году, особенностью 2011 года для отрасли съемки Земли из космоса стало наращивание орбитальных группировок спутников видовой разведки (лидеры – США, Китай и Япония), что можно объяснить политической и экономической нестабильностью в мире. Другая особенность — увеличение числа стран-операторов систем ДЗЗ — связана с естественными потребностями экономического развития государств в современном информационном обществе.

К началу 2012 года с учетом новых и ранее запущенных спутников самыми крупными национальными системами спутников ДЗЗ (военными, гражданскими и коммерческими, без учета метеоспутников), как и ранее, обладают 4 страны-лидера — США, Китай, Германия и Индия. США обладает не менее 20 спутниками, Китай – не менее 15, Германия – 12, Индия – 10.

Две американские компании GeoEye и DigitalGlobe являются мировыми лидерами и монополистами в области поставки цветных изображений полуметрового разрешения. Несмотря на монопольное положение в самом доходном сегменте рынка,

основную часть доходов двух компаний (75–80%) приносит оборонный заказ по 10-летней программе EnhancedView (EV) общей стоимостью $7,35 млрд

(ежегодные контракты по $250 млн на компанию), предусматривающей госзакупку ресурсов коммерческих спутников в интересах Национального агентства геопространственной разведки NGA.

Компания DigitalGlobe в рамках программы EV специализируется на оперативной поставке геоинформации в течение 24 часов после приема на сеть станций (проект Rapid Delivery of Online Geospatial-Intelligence — RDOG). В 2011 году были развернуты 4 новых станции вдоль экватора, позволяющие принимать информацию со спутников сразу после съемки объектов в Азии. В 2012 году будут введены в строй ещё 3 станции. В рамках нового годичного контракта «Усовершенствованная программа доведения геопространственной информации» (Enhanced GEOINT Delivery — EGD) военным клиентам через веб-сервис будут поставляться картооснова, данные плановой съемки в течение 24 часов после приема и данные оперативной заказной съемки в течение 3–5 часов после приема. Аналогичные сервисы в дальнейшем предполагается предложить коммерческим заказчикам. Обе компании продолжали финансировать разработку спутников 3-го поколения GeoEye-2 и WorldView-3 с разрешением 25–30 см, которые после запуска в 2013–2014 годах откроют новые перспективы для развития рынка.

Китай в течение 5 последних лет создал многоцелевую орбитальную группировку спутников ДЗЗ, состоящую из нескольких космических систем — видовой разведки, океанографии, картографии, мониторинга чрезвычайных ситуаций, мониторинга природных ресурсов.

Для сравнения, в орбитальной группировке ДЗЗ России в 2011 году было всего три спутника.

В 2011 году Китай запустил два спутника видовой разведки метрового разрешения YG-12 с ОЭС и YG-13 с РСА. Впервые запущен многоцелевой спутник мониторинга природных ресурсов ZY-1-02C в интересах министерства земельных ресурсов, который по параметрам аппаратуры (разрешение 2,3м (PAN) и 5м/10м (MS) в полосе съемки шириной 54 км и 60 км) аналогичен французскому SPOT-5. По данным прессы, спутник был изготовлен в рекордно короткие сроки — в течение 20 месяцев без импортных компонентов.

В конце 2011 года Франция осуществила долгожданный запуск первого спутника двойного назначения Pleiades-1 полуметрового разрешения, который может нарушить монополию американских компаний на поставку цветных снимков с разрешением менее метра. Франция в ближайшие 3 года планирует создать на орбите группировку из 2 КА Pleiades-1, -2, SPOT-6, -7 в дополнение к 4 уже действующим (SPOT-4/-5 и военным Helios-2A/2B).

В Индии успешно эксплуатируется национальная группировка, в состав которой входят 10 аппаратов различного назначения, в том числе Resourcesat-1, -2, картографический Cartosat-1, спутники 2-го назначения с аппаратурой метрового разрешения Cartosat-2, -2A, -2B, военные спутники RISAT-1 и TES 1, исследовательские и экспериментальные КА IMS-1, Mega-Tropique.

В 2011 году Япония активизировала деятельность в области ДЗЗ, запустив сразу два спутника видовой разведки IGS-O4 и -R3, в результате чего состав системы был доведен до 5 аппаратов. На 2012 год запланированы запуски 5 спутников ДЗЗ: два военных IGS-R4 и IGS-O5 Demo, исследовательский КА GCOM-W1 Shizuki с комплектом аппаратуры ДЗЗ низкого разрешения, коммерческий микроспутник WNISAT-1 с ОЭС низкого разрешения и гражданский КА ASNARO с аппаратурой полуметрового разрешения.


А что в России?

В 2011 году в России запущен один короткоживущий военный КА «Космос-2472», идентифицированный в западной прессе как фоторазведчик «Кобальт-М» (прекратил существование 24.11.2011), а также метеоспутник «Электро-Л», успешно передающий изображения с геостационарной орбиты. Однако

за прошедший год орбитальных испытаний в открытом доступе так и не появились карты температуры поверхности суши и воды, влажности, пожаров — то, ради чего и запускался спутник.

Все ранее обещанные запуски 2011 года в очередной раз «сдвинулись вправо» на 2012 год, оставив на орбите три российских спутника ДЗЗ: «Ресурс-ДК1», метеоспутник «Метеор-М» №1 с датчиками КМСС и «Электро-Л». В существующем составе группировка ДЗЗ не соответствует потребностям экономического развития страны. Кризисное состояние российской отрасли ДЗЗ давно требует системных решений. На 2012 год запланированы запуски не менее 4 новых космических аппаратов съемки Земли, но опыт прошлых лет показывает, что реальность этих планов сомнительна.

Новые тенденции в ДЗЗ и планы на будущее

Основной тенденцией последних лет в ДЗЗ является развитие концепции оперативной и глобальной съемки Земли с метровым разрешением с помощью многоспутниковых группировок. Сегодня аналогичный принцип реализован только в метеосистемах глобальной съемки низкого разрешения, а также системах ДЗЗ среднего разрешения (например, DMC). Новый принцип реализуется уже в нескольких проектах и системах (e-Corse, SkyBox Imaging и др.), получивших реальное финансирование и прошедших первые этапы эскизного проектирования. Состоятельность новых проектов зависит от их финансовой реализуемости, связанной с созданием новой микроаппаратуры ДЗЗ.

Другим направлением снижения стоимости систем ДЗЗ является установка съемочной аппаратуры в качестве стандартной попутной полезной нагрузки. В 2011 году в космос на борту связного коммерческого спутника SES

выведена первая стандартизованная дополнительная (или попутная) полезная нагрузка для задач землеобзора — датчик CHIRP, созданный по заказу ВВС США для обнаружения пусков ракет.

Успешные испытания CHIRP открывают дальнейшие перспективы создания систем глобального оперативного обзора Земли на базе малогабаритных полезных нагрузок, устанавливаемых в качестве попутного груза на борту спутника в составе многоспутниковых систем глобальной связи. Потенциальными кандидатами для спутников — носителей полезной нагрузки ДЗЗ являются космические аппараты системы глобальной мобильной связи IRIDIUM NEXT следующего поколения. Преимущества попутных нагрузок – радикальное снижение их стоимости, даже по сравнению с малогабаритными аппаратами. Новая тенденция ДЗЗ оформилась и организационно: в 2011 году в США сформирован «Альянс Попутных полезных нагрузок» (Hosted Payload Alliance) – некоммерческая организация, объединяющая разработчиков, владельцев полезных нагрузок и операторов спутников.

На 2012 год заявлены запуски не менее 28 спутников с аппаратурой съемки Земли различного назначения.

Особенностями наступившего года может стать лавинообразное создание национальных систем космической видовой разведки в новых странах – в Турции, ОАЭ, Корее и Испании.

Стремление быстро развивающихся стран создать собственные спутники ДЗЗ способствует росту рынка изготовления таких систем «под ключ». Самыми успешными среди поставщиков КА ДЗЗ являются компании Европы (корпорация EADS, в том числе SSTL, компании Италии и Франции), Китай и Корея. Наибольшее влияние на мировой рынок геоданных могут оказать запуски в 2012 году радарного КА RISAT-1 (Индия), а также оптических спутников высокого разрешения KOMPSAT-3 (Корея), SPOT-6 (Франция) и ASNARO (Япония).