Стартовал «Фэнъюнь-3F»

3 августа 2023 г. в 11:47 пекинского времени (03:47 UTC) со стартового комплекса №94 Центра космических запусков Цзюцюань произведен пуск РН «Чанчжэн-4C» (CZ-4C №Y44) с китайским метеорологическим спутником «Фэнъюнь-3F». Аппарат был успешно выведен на солнечно-синхронную орбиту с параметрами:

• наклонение – 98.81°;
• минимальная высота – 801.8 км;
• максимальная высота – 809.8 км;
• период обращения – 101.00 мин;
• местное время в нисходящем узле – 10:00.

По итогам пуска в каталог Космического командования США были внесены три объекта с номерами от 57490 до 57492 и международными обозначениями от 2023-111A до 2023-111C. По параметрам орбиты первый объект идентифицировался как спутник, второй – как уведенная третья ступень, а вот третий представлял собой загадку, так как отличался от двух других и наклонением орбиты (97.37°), и высотой (490.5 км), и положением плоскости (со сдвигом узла почти на 4°).

Западные радиолюбители оперативно обнаружили радиосигналы от объекта 57492 и сообщили об их сходстве с радиоизлучением китайского КА «Яогань-21» типа «Цзяньбин-10» (см. «Новости космонавтики» №11, 2014), находящегося в той же орбитальной плоскости. Однако американцы выдали на этот объект только три набора орбитальных элементов, после чего передали указанный номер вновь найденному фрагменту советского КА «Метеор-2» 1975 года запуска. Вероятно, имела место ошибка идентификации – существующему китайскому КА из числа работающих на ССО высотой около 495 км дали номер, привязанный к новому запуску.

«Фэнъюнь-3F» (风云三号F星, Fengyun-3F, FY-3F) – очередной оперативный полярный метеоспутник второго поколения, который должен заменить на «утренней» солнечно-синхронной орбите высотой 827 км проработавший почти десять лет спутник FY-3C (см. «Новости космонавтики» №11, 2013).

Он также является третьим по порядку запуска спутником третьей партии FY-3, которая включает спутники с заводскими номерами от 05 до 08. Следует заметить, что первый аппарат этой партии «Фэнъюнь-3» №05 (风云三号05星) был запущен 5 июля 2021 г. (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/80611/), вторым стартовал спутник №07 (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/85869/), а третьим – аппарат №06. Причина проста: новые специализированные КА №05 и №07 ушли в полет по готовности, а стандартные №06 и №08 запускаются по мере необходимости замены работающих спутников.

В норме два оперативных аппарата системы «Фэнъюнь-3» обеспечивают глобальные всепогодные наблюдения земной поверхности и зондирование атмосферы в различных спектральных диапазонах с двух солнечно-синхронных орбит – «утренней» и «дневной». Первая характеризуется прохождением нисходящего узла в 10:00 местного времени, вторая – восходящего узла примерно в 14:00. (Такая странная терминология с привязкой к двум разным узлам использовалась в американской метеосистеме NOAA, и китайцы ее унаследовали.) При этом 05-й аппарат был выведен на сумеречную орбиту с временем узла 05:40, а 07-й со специализированным комплексом аппаратуры для регистрации осадков – на низкую орбиту с наклонением 50°.

Состояние китайской низкоорбитальной группировки и статус отдельных аппаратов иллюстрируется таблицей. Всего же, включая геостационарные КА, Китай имеет девять эксплуатируемых метеоспутников.

 

Китайские низкоорбитальные метеоспутники FY-3

Наименование	Дата запуска	Масса, кг	Статус
Фэнъюнь-3A	27.05.2008	2295	Экспериментальный, утренняя орбита, рабочая высота 827 км, использовался до 05.01.2015, в марте 2019 г. поднял орбиту до 830 км.
Фэнъюнь-3B	05.11.2010	2353	Экспериментальный, дневная орбита, рабочая высота 827 км, с мая 2015 г. 840 км, использовался до 01.06.2020.
Фэнъюнь-3C	23.09.2013	2450	Оперативный с апреля 2014 г., утренняя орбита, рабочая высота 827 км, с марта 2018 г. 840 км.
Фэнъюнь-3D	15.11.2017	…	Оперативный c 01.01.2019, дневная орбита, рабочая высота 827 км.
Фэнъюнь-3E	05.07.2021	2690	Оперативный, сумеречная орбита.
Фэнъюнь-3G	16.04.2023	~3600	На испытаниях, специализированный для измерения осадков, орбита наклонением 50° и высотой 410 км
Фэнъюнь-3F	03.08.2023	~2700	На испытаниях, утренняя орбита.
Фэнъюнь-3H	2024		В производстве, дневная орбита.

 

«Фэнъюнь-3F» спроектирован и изготовлен в Шанхайской исследовательской академии космической техники («8-я академия») и прошел выходной контроль 31 мая 2023 г., его главного конструктора зовут Ван Цзиньхуа (王金华), а административного руководителя работ – Ли Хайшэн (李海生). Общую организацию и координацию проекта осуществляет Китайская национальная космическая администрация, основным пользователем является Китайская метеорологическая администрация, наземная прикладная система создается и управляется ее Национальным спутниковым метеоцентром.

Аппарат основан на платформе SAST-3000 и сохраняет привычный внешний облик: вытянутый прямоугольный корпус, панель с целевой аппаратурой на надирной стороне плюс вращающаяся антенна радиометра MWRI-2 на зенитной стороне, одна солнечная батарея, дающая 2500 Вт мощности. Габариты КА в полете – 4.46x10x3.79 м. Трехосная система ориентации поддерживает положение КА с отклонением не более 0.3° и остаточными угловыми скоростями на уровне до 0.004° в секунду, а фактическая ориентация определяется с ошибкой не более 0.05°. Расчетный срок службы спутника – восемь лет.

Создание и запуск FY-3F имеет целью улучшение точности измерений озона и других малых компонентов земной атмосферы и радиационного баланса Земли, а также дальнейшее улучшение возможностей и уровня метеослужбы Китая в глобальном цифровом прогнозе погоды, реагировании на изменения климата, экологическом мониторинге, предотвращении стихийных бедствий и борьбе с их последствиями. После ввода в эксплуатацию аппарат будет генерировать данные для 48 пользовательских продуктов шести различных категорий.

Целевая полезная нагрузка состоит из десяти инструментов, из которых два новых, три модернизированных и пять серийных. По сравнению с предыдущими КА семейства FY-3 добавлена спектрометрическая аппаратура ультрафиолетового диапазона и существенно улучшены возможности измерения температуры и влажности воздуха в части разделения атмосферы по вертикали на слои с разными свойствами. Количество таких слоев, доступных для измерения микроволновыми зондировщиками температуры и влажности и гиперспектрометром ИК-диапазона, было увеличено почти в 47 раз по сравнению с КА FY-3C на такой же орбите.

Сопоставление описания КА на сайте Китайской метеорологической администрации с информацией, размещенной на сайте Всемирной метеорологической организации WMO, позволяет заключить, что бортовая аппаратура включает в себя следующие инструменты (см. также схему):

1. Озоновый монитор – надирный блок (англ. Ozone Monitoring Suite – nadir scanning unit). Вновь разработанный гиперспектрометр ультрафиолетового и видимого диапазона с поддиапазонами 250-300 нм, 300-320 нм и 320-500 км. Спектральное разрешение составляет 1 нм в первом поддиапазоне (50 каналов), 0.5 нм во втором (40 каналов) и 0.5-0.6 нм в третьем (327 каналов). Пространственное разрешение в первом поддиапазоне 21×28 км, во втором и третьем – 7×7 км, то есть на лучшем в мире уровне. Прибор дает трехмерное распределение озона и аэрозолей и двумерное распределение других малых компонентов (BrO, HCHO, NO₂, OClO, SO₂).
2. Озоновый монитор – лимбовый блок (англ. Ozone Monitoring Suite – limb scanning unit). Вновь разработанный гиперспектрометр ультрафиолетового и видимого диапазона на диапазон 290-500 нм с приемом солнечного света, прошедшего сквозь атмосферу. Общее количество каналов – 1000, спектральное разрешение 0.6 нм, пространственное разрешение 300 км в плоскости и 3 км по высоте. Определяет вертикальный профиль озона, диоксида азота и других малых компонентов на высотах 15-60 км, дает количественную и качественную информацию по облачности и аэрозолям.
3. Микроволновой радиометр MWRI-2 (англ. Micro-Wave Radiation Imager) – модернизированный 22-канальный инструмент для получения информации по полю ветра у морской поверхности, плотности морского льда, температуры морской поверхности, осадкам, содержанию влаги в атмосфере и в облаках, влажности и температуры почвы, глубины снежного покрова и его таянию. Прибор с коническим сканированием установлен в зенитной части КА и использует антенну диаметром 90 см. Угол сканирования 53.1° от зенита, ширина полосы 1400 км, скорость сканирования 35.3 раза в минуту, что соответствует разрешению 11.2 км на скан. Используется 13 частотных каналов от 10.65 до 118.75 ГГц, девять из них – с горизонтальной и вертикальной поляризацией.
4. Спектрорадиометр умеренного разрешения MERSI-3 (Medium Resolution Spectral Imager) – модернизированный 25-канальный основной инструмент для получения картины облачности, определения цвета океана и индексов растительности в полосе 2900 км с каналами от 412 нм до 12.0 мкм. Пространственное разрешение в надире основных каналов 250 м (8192 точки поперек траектории), дополнительных – 1000 м (2048 точек). По сравнению с MERSI-2 на КА FY-3C и FY-3D повышена чувствительность и точность бортовой калибровки, увеличен срок службы.
5. Прибор измерения радиационного баланса Земли ERM-2 (Earth Radiation Measurement) – модернизированная версия инструмента ERM-1, работающего на КА FY-3C. Представляет собой радиометр с тремя широкополосными каналами для измерения отраженного солнечного излучения и собственного теплового излучения Земли в диапазоне 0.2-100 мкм (полный), 0.2-5.0 мкм (коротковолновый) и 5.0-50 мкм (длинноволновый); в предыдущей версии длинноволновой канал отсутствовал. Инструмент ведет сканирование поперек трассы полета в пределах угла ±56° от надира, поле зрения 2×2°.
6. Микроволновой зондировщик влажности MWHS-2 (Micro-Wave Humidity Sounder) для измерения повысотного распределения влажности ведет измерения в 15 каналах в диапазонах 89.0 ГГц (один канал), 118.75 ГГц (восемь), 150 ГГц (один) и 183 ГГц (пять). Данные диапазона 183 ГГц используются для определения влажности, а диапазона 118.75 ГГц являются вспомогательными для определения температуры.
7. Микроволновой зондировщик температуры MWTS-3 (Micro-Wave Temperature Sounder) для измерения повысотного распределения температуры имеет 17 каналов. Пространственное разрешение обоих зондировщиков составляет 16 км в подспутниковой точке при ширине полосы 2700 км.
8. Монитор интенсивности солнечного излучения SIM-2 (Solar Irradiance Monitor) включает три радиометра, в том числе радиометр DARA, поставленный Физической метеорологической обсерваторией в Давосе (Швейцария).
9. Радиозатменный зонд GNOS-2 (Global Navigation Occultation Sounder) обеспечивает изучение свойств земной атмосферы за счет регистрации фазовой задержки сигналов спутников глобальных навигационных систем GPS и «Бэйдоу», проходящих сквозь нее, с вертикальным разрешением 0.5 км. Измерения дают возможность вычислить влажность и температуру атмосферы и электронную концентрацию в ионосфере. Кроме того, прибор дополнен аппаратурой GNSS-R для регистрации сигналов, отраженных от морской поверхности, что позволяет определять поле скоростей ветра.
10. Гиперспектральный зондировщик HIRAS-2 (Hyperspectral Infra Red Atmospheric Sounder) представляет собой сканирующий Фурье-интерферометр с периодом сканирования 10 сек и пространственным разрешением 14 км в надире и отвечает за определение температуры и влажности, вертикального профиля озона и концентрации парниковых газов. Инструмент имеет в общей сложности 1370 каналов в четырех длинноволновых (8.8–15.38 мкм) и четырех средневолновых (5.71–8.26 и 3.92–4.64 мкм) ИК-диапазонах.

Спектрорадиометр MERSI-3, гиперспектральный зондировщик HIRAS-2 и прибор измерения радиационного баланса Земли ERM-2 являются разработками Шанхайского института технической физики. Монитор SIM-2 сделали в Чанчуньском институте оптики, точной механики и физики. Калибровку микроволнового радиометра и зондировщиков температуры и влажности обеспечил 203-й институт Китайской корпорации космической науки и промышленности.

Для ракет-носителей семейства «Чанчжэн» («Великий поход») этот пуск стал 481-м по счету, а для шанхайских изделий подгруппы CZ-4A/4B/4C – юбилейным, сотым. Успешными были 97 пусков из 100.

Автор: Liss