Радиолокатор на ГСО: Китай вновь удивил мир

13 августа 2023 г. в 01:26 пекинского времени (12 августа в 17:26 UTC) с пусковой установки №2 Центра космических запусков Сичан был выполнен пуск носителя «Чанчжэн-3B» (CZ-3B №Y92) с гражданским спутником радиолокационного наблюдения «Луди таньцэ-4» №01 (陆地探测四号01星, Ludi tance 4 01, LT-4 01).

Космическое командование США обнаружило спутник на геопереходной орбите с параметрами:

• наклонение – 28.50°;
• минимальная высота – 176 км;
• максимальная высота – 35819 км;
• период обращения – 631.2 мин.

В американском космическом каталоге спутник получил номер 57624 и международное обозначение 2023-120A.

Официально объявлено, что LT-4 01 изготовлен Пекинской исследовательской академией космической техники CAST («Пятая академия») и представляет собой спутник радиолокационного наблюдения в L-диапазоне с синтезированием апертуры SAR для работы с наклонной геосинхронной орбиты. Кстати, в англоязычном сообщении Синьхуа о запуске он так и обозначен – L-SAR4 01. Формальные задачи включают предотвращение стихийных бедствий и борьба с их последствиями, мониторинг землетрясений, обзор земель и ресурсов, океанологию, экологию, защиту водных ресурсов, сельское и лесное хозяйство, метеорологию и работу в интересах других отраслей в Китае и соседних странах.

Аппарат создан в рамках Национального плана средне- и долгосрочного развития гражданской космической инфраструктуры (2015–2025). Координатором проекта является Китайская национальная космическая администрация, а ее Центр наблюдения Земли и данных отвечает за реализацию. Пользователями являются Министерство по управлению в чрезвычайных ситуациях, Министерство природных ресурсов, Министерство водного хозяйства, Китайская метеорологическая администрация, Министерство сельского хозяйства и сельских дел, Министерство экологии и окружающей среды и Государственное управление лесного и степного хозяйства. За создание наземной прикладной системы отвечали Китайский прикладной центр спутников ДЗЗ и Инновационная исследовательская академия аэрокосмической информации Китайской АН.

Хотя первые публикации по геостационарным КА с РЛС появились в США еще в 1978 г., подобное решение впервые в мире реализовано Китаем. (Как, кстати, и детальное оптическое наблюдение с геостационара, для которого были запущены спутник «Гаофэнь-4» в 2015 г. и два КА «Гаофэнь-13» в 2020 и 2023 гг.; см. https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/85714/).

Очевидными его достоинствами являются большая область обзора и возможность постоянного или частого (раз в сутки) просмотра заданных районов – низкоорбитальные радиолокационные КА с узкой снимаемой полосой могут выполнять повторную съемку с интервалами примерно от 10 суток и выше. Столь же очевидны и недостатки – необходимость  в мощной бортовой РЛС (отраженный сигнал ослабевает пропорционально четвертой степени расстояния!), значительная временная задержка, усложняющая обработку данных, и невысокое пространственное разрешение.

Для китайского проекта геосинхронного спутника с РЛС типа SAR L-диапазона изначально заявлялось разрешение 20 м. При этом периодичность просмотра высокоразвитого юго-восточного побережья страны задана в 4 часа, а ряда других районов, таких как средняя и нижняя часть долины Янцзы и район Пекин–Тяньцзинь, – в 8 часов.

Первые в Китае публикации по этой теме появились в 2007 г. за авторством специалистов CAST и Пекинского технологического института. В мае 2021 г. сотрудники последнего Ху Чэн, Чэнь Чжиян и др. опубликовали интересный обзор по теме геосинхронных КА с SAR. Ими были рассмотрены варианты рабочих орбит (геостационарная с почти нулевым наклонением, геосинхронные с наклонением 53° и 16°) и возможности реализации различных режимов съемки, включая интерферометрию с последовательных витков, многоаспектное наблюдение для регистрации изменений рельефа и бистатическую съемку с использованием зондирующих сигналов низкоорбитальных КА.

Более того, они описали выполненные в 2013  и 2016 гг. эксперименты по зондированию земной поверхности с китайских наклонных геосинхронных навигационных КА «Бэйдоу», работающих на наклонении 53.4°. Хотя навигационный сигнал является кодированным и имеет невысокую мощность, одинаковый частотный диапазон L и сходство по ширине полосы (20 МГц у «Бэйдоу», 18 МГц у проектируемого КА с SAR) позволили получить осмысленные результаты и подтвердить теоретические оценки по пространственному разрешению и по многоаспектному наблюдению деформации земной поверхности.

Добавление: 21 августа СМИ КНР сообщили о выведении КА LT-4 01 на рабочую геосинхронную орбиту. 23 августа американцы обнаружили его на орбите наклонением 16.1° с пересечением экватора над 90°в.д.

Самое старое известное нам упоминание китайского проекта геосинхронного радиолокатора с разрешением 20 м относится к августу 2015 г. в контексте работы по мониторингу землетрясений и изменений рельефа. В декабре 2019 г. проект анонсировал главный конструктор и административный руководитель Чжан Цинцзюнь (张庆君) из Пятой академии, причем в качестве срока запуска указывался 2020 год. Позднее у наблюдателей была твердая уверенность, что спутник будет выведен на орбиту в июне или июле 2021 г., но в действительности, как мы видим, это произошло лишь в августе 2023 г.

Тем временем в сентябре 2020 г. стало известно, что план создания гражданских радиолокационных КА ДЗЗ в XIII пятилетке (2016–2020 гг.) включает в общей сложности четыре проекта:

• пара КА с РЛС C-диапазона с пространственным разрешением 1 м;
• пара КА с РЛС S-диапазона с пространственным разрешением 5 м;
• пара КА с РЛС L-диапазона с пространственным разрешением 3 м;
• один высотный КА с РЛС L-диапазона и разрешением 20 м.

Фактически все они были запущены в течение 2021–2023 гг. (см. таблицу). Первая характеристика относится к оперативным спутникам «Гаофэнь-3» (см. https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/83302/), вторые запускались под именами «Инцзи цзяньцзай-2» или «Хуаньцзин цзяньцзай-2» (см. https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/201370/), третьи известны как «Луди таньцэ-1» (см. https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/82885/). Два «Гаофэня» работают на терминаторной солнечно-синхронной орбите с прохождением нисходящего узла в 06:00 местного времени, причем размещены на орбите со сдвигом на 180°. Точно так же с декабря 2022 г. построена пара «Луди таньцэ-1», хотя до этого в течение полугода они шли тесной группой, демонстрируя возможность интеферометрической съемки. Что же касается «Цзяньцзаев», то второй из них запущен всего пять суток назад, но намерение разместить пару спутников в противофазе продекларировано. Плоскость орбиты у всех одна и та же, различаются лишь рабочие высоты и периоды обращения.

 

Китайские гражданские КА ДЗЗ с РЛС из плана XIII пятилетки

Дата и время старта, UTC	Наименование	Космодром	Носитель	Параметры рабочей орбиты
				i	Hср, км
2021.11.22 23:45	«Гаофэнь 3» №02	Цзюцюань	CZ-4C	98.41	751.2
2022.01.25 23:44	«Луди таньце-1» №01A	Цзюцюань	CZ-4C	97.81	602.9
2022.02.26 23:44	«Луди таньце-1» №01B	Цзюцюань	CZ-4C	97.81	602.9
2022.04.06 23:47	«Гаофэнь 3» №03	Цзюцюань	CZ-4C	98.41	751.2
2022.10.12 22:53	«Инцзи цзяньцзай 2E»	Тайюань	CZ-2C	97.39	496
2023.08.08 22:53	«Инцзи цзяньцзай 2F»	Тайюань	CZ-2C	97.39	496
2023.08.12 17:56	«Луди таньцэ-4» №01	Сичан	CZ-3B	геосинхронная 16.1°

 

О подготовке к запуску LT-4 01 стало известно 30 июня из уведомления о закрытии на 11-14 августа стандартного района падения к востоку от Тайваня для вторых ступеней китайских носителей, запускаемых с Сичана на геопереходную орбиту.

Китайские СМИ 17 июля подтвердили факт доставки неназванного спутника из Пекина на космодром железнодорожным транспортом. Сообщалось, что объект был отправлен в специально разработанном контейнере в ночь на 3 июня 2023 г. и после шести суток транспортировки 9 июня благополучно прибыл в Сичан. В защиту новой схемы доставки было сказано, что она обходится на 80% дешевле, чем стандартная раньше авиационная доставка самолетами Ан-124-100. Перелет, конечно, был бы во много раз быстрее и с меньшими нагрузками на КА, но в настоящее время аренда зарубежных бортов невозможна, а доступ к собственным военно-транспортным самолетам типа «Юнь-20» может быть также ограничен.

8 августа китайцы подтвердили дату старта в ночь с 11 на 12 августа резервациями на районы падения на территории КНР, однако 11 августа они были отменены и перевыпущены 12 августа со сдвигом на сутки. Пуск состоялся в середине заявленного 79-минутного «окна».

Для запуска LT-4 использовалась ракета CZ-3B в варианте модернизации G3 с головным обтекателем диаметром 4.20 м. Это был 91-й пуск носителя CZ-3B, 292-й для ракет пекинской разработки и 483-й для РН семейства «Великий поход» вообще.

Автор: Liss