«Сывэй»: 2+1+2

15 апреля 2024 г. в 12:12 по пекинскому времени (04:12 UTC) со стартового комплекса №94 Центра запусков спутников Цзюцюань был произведен успешный пуск РН «Чанчжэн-2D» (CZ-2D №Y97) с коммерческим спутником дистанционного зондирования «Сывэй гаоцзин-3» №01. Аппарат был выведен на орбиту с параметрами:

• наклонение – 97.49°
• минимальная высота – 488.8 км;
• максимальная высота – 503.0 км;
• период обращения – 94.53 мин.

Орбита КА является солнечно-синхронной с прохождением нисходящего узла в 10:30 по местному времени.

В американском космическом каталоге спутник получил номер 59510 и международное обозначение 2024-072A.

Спутник «Сывэй гаоцзин-3» №01 (四维高景三号01星, Siwei Gaojing-3 01) предназначен для предоставления коммерческих услуг в сфере цифрового сельского хозяйства, информационного моделирования городов и трехмерного изображения в реальном времени, а также для таких традиционных сфер применения, как землеустройство, картография, предотвращение и смягчение последствий стихийных бедствий, морской мониторинг.

Оператором космической системы и заказчиком КА является дочернее предприятие государственной Китайской корпорации космической науки и техники CASC – Китайская техническая компания геодезии и картографии «Сывэй» (中国四维测绘技术有限公司, читается чжунго сывэй цехуэй цзишу юсянь гунсы, англ. China Siwei Surveying and Mapping Technology Co. Ltd.; «Сывэй» можно рассматривать как перевод термина «четырехмерный» и как звукоподражание английскому survey). Спутник был создан другим дочерним предприятием CASC – Шанхайской исследовательской академией космической техники SAST, а запущен он на коммерческой основе при посредничестве еще одной дочерней фирмы – Китайской промышленной компании «Великая стена» CGWIC.

Это был третий пуск в интересах компании «Сывэй», но история проекта уходит в более раннее время. Ее можно проследить по описаниям четырех типов спутников, приведенных на сайте фирмы (https://oms.siweigic.com/home).

На первом этапе стартовали две пары спутников «Гаоцзин-1» (буквально «высокое разрешение») – 28 декабря 2016 г. и 9 января 2018 г. Все они были запущены в орбитальную плоскость с прохождением нисходящего узла в 10:30 местного времени и начинали работу на высоте 526 км, обеспечивая съемку земной поверхности с пространственным разрешением 0.5 м в панхроматическом диапазоне и 2.0 м в мультиспектральных полосах. Заняв в своей плоскости позиции через 90°, спутники не корректировали ни рабочую высоту, ни время узла. К настоящему времени все четыре аппарата перешли в стадию быстрого снижения и находятся на высотах от 470 до 440 км.

Второй этап был отмечен запуском 3 июля 2020 г. единственного экспериментального аппарата «Гаоцзин-2», объявленного под длинным описательным наименованием «Многорежимный интегрированный спутник наблюдения с высоким пространственным разрешением» (сокращенно «Гаофэнь домо» или GF-DM; https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/74823/). Установленная на нем оптико-электронная система Пекинского института космической механики и электроники BISME («508-й институт») с метровой апертурой обеспечивала съемку с высоты 639.5 км с разрешением 0.5 м в панхроматическом диапазоне и 2.0 м в восьми мультиспектральных полосах (темно-синий, синий, зеленый, желтый, красный, красный пограничный и две в ближнем ИК).

Третий этап включал запуски двух пар спутников – оптических «Сывэй гаоцзин-1» (29 апреля 2022 г., https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/83550.html) в ту же плоскость, что и у спутников первого поколения, и радиолокационных «Сывэй гаоцзин-2» (15/16 июля 2022 г., https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/84158/) на терминаторную орбиту с прохождением узла в 06:00 местного времени. Известны также их альтернативные англоязычные наименования – SuperView Neo 1 и 2.

Аппараты оптического наблюдения «Сывэй гаоцзин-1» на платформе CAST-1000A поддерживают высоту орбиты в диапазоне между 499 и 484 км, синхронизируя свои коррекции так, чтобы оставаться в противофазе. Несмотря на столь широкий диапазон регулирования высоты, оператор приписывает им точное повторение наземной трассы через 31 сутки, что реализуется при средней высоте орбиты 492.1 км. Заявленное пространственное разрешение – лучше 0.5 м в панхроматическом диапазоне и 1.4 м в мультиспектральных полосах. Вероятно, официальное «лучше 0.5 м» следует воспринимать как «0.35 м», поскольку соотношение пространственного разрешения 1:4 весьма распространено и фактически является стандартом. Платформа обеспечивает ряд специальных режимов съемки – маршрутную, многополосную, трехмерную, многообъектную.

Спутники «Сывэй гаоцзин-2» оснащены бортовой РЛС X-диапазона с зонтичной антенной с синтезированием апертуры и с одним направлением поляризации. Съемка ведется при углах падения от 18° до 46°. Максимальная продолжительность непрерывной полосы составляет 10 минут, перед новой съемкой нужна двухминутная пауза. Ширина полосы и пространственное разрешение составляют:

• в прожекторном режиме – 10 км и 0.5 или 1.0 м;
• в полосовом режиме – 20 км и 2 м;
• в сканирующем режиме – 30 км и 3 м.

На радиолокационных спутниках с октября 2022 г. по февраль 2023 г. отрабатывался режим полета тесной группой без выдерживания постоянной высоты, после чего в марте 2023 г. были продемонстрированы картографические продукты, полученные радиолокационной парой при работе в режиме распределенной интерферометрической съемки D-InSAR. К началу апреля 2023 г. аппараты были разведены по фазе на угол 128° и уже в течение года тщательно выдерживают не только этот угол, но и среднюю высоту орбиты, не давая ей отклониться от 492.3 км более чем на несколько десятков метров. Такое поведение характерно для КА, у которых одним из рабочих режимов является интерференционная съемка с разных витков с выявлением изменений рельефа местности. Фактическая рабочая высота соответствует заявленному повторению наземной трассы через 17 суток.

В таблице приведены данные компании «Сывэй» о периодичности повторения наземной трассы перечисленных КА и об их реализации за счет выбора конкретной рабочей высоты. Вновь запущенный аппарат, вероятно, будет также работать на высоте около 492 км.

Обозначение	Период повторения трассы, суток	Реализация, витков	Высота, км
GJ-1 (SV0)	41	620 = 41*15+5	526.6 (в начале)
GJ-2 (GF-DM)	29	428 = 29*14+22	639.5 (±0.5 км)
SW GJ-1 (SVN1)	31	471 = 31*15+6	492.1 (±7 км)
SW GJ-2 (SVN2)	17	259 = 17*15+4	492.3 (точно)

Спутники «Сывэй гаоцзин-3» по проекту предназначались для оптической съемки в широкой полосе с разрешением лучше 1.0 м. В марте 2023 г. для них было заявлено разрешение 0.7 м, а после старта корпоративное издание «Чжунго хантянь бао» улучшило этот показатель до 0.5 м. Примечательно не само разрешение и даже не его динамика, а крайне редкое его сочетание с очень широкой полосой захвата – более 130 км – и возможность съемки в девяти спектральных диапазонах. Помимо панхроматического и четырех традиционных полос (синий, зеленый, красный и ближний инфракрасный), бортовая аппаратура работает в полосе прибрежных аэрозолей, в желтом, на границе красного и во втором ближнем ИК-диапазоне. Это позволяет выполнять количественную оценку облачности и тумана, классифицировать лесные угодья и отслеживать состояние растительности.

Несложно заметить, что перечни спектральных диапазонов КА SW GJ-3 (он же SuperView Neo 3) и GF-DM совпадают. Таким образом, смысл нового проекта – в резком увеличении ширины снимаемой полосы при сохранении пространственного разрешения и расширенных возможностей интерпретации наземных объектов.

«Чжунго сывэй» называет характеристики «Сывэй гаоцзин» уникальными для коммерческих КА Китая, но следует напомнить, что на чанчуньских спутниках «Цзилинь-1 куаньфу-01» еще в июле 2021 г. была получена полоса захвата шириной свыше 150 км при разрешении 0.5 м в панхроматическом и 2.0 м в мультиспектральном диапазоне.

Для КА «Сивэй гаоцзин-3» заявлены также высокоплотная компоновка, технология бортовой интеллектуальной обработки изображений, высокоскоростная передача данных с использованием антенны типа «фазированная антенная решетка» и точная геопривязка без наземных контрольных точек.

Опубликовано проектное изображение КА, который выполнен в виде параллелепипеда с одной симметрично расположенной солнечной батареей и с целевой аппаратурой на надирной стороне. Оптическая система, которая обеспечивает съемку в полосе шириной свыше 130 км, представляет собой внеосевой трехзеркальный анастигмат. Сборка фокальной плоскости, ответственная за прием и сохранение изображения, основана на ПЗС-матрицах с временным накоплением заряда, она была поставлена Китайской корпорацией электронной техники.

Масса и габариты КА не названы, но первую можно оценить исходя из заявленной грузоподъемности носителя (1300 кг на ССО высотой 700 км), а о вторых получить некоторое представление по факту применения надкалиберного головного обтекателя диаметром 3.80 м.

Официальные планы «Чжунго сивэй» предусматривают развертывание 28 КА с разделением по типам «16+4+8», что означает: 16 стандартных спутников с полуметровым разрешением, 4 аппарата с широкой полосой захвата и 8 радиолокационных КА. В этой системе обозначений состав группировки на апрель 2024 г. описывается формулой «2+1+2».

Созвездие из 28 КА планируется развернуть до конца 2025 г., и она обеспечит съемку территории площадью 30 млн км² в сутки, просмотр любой точки на Земле 25 раз в сутки с задержкой не более 2 часов в случае срочного заказа. В перспективе ее численность можно будет нарастить до 56 спутников в соответствии с потребностями коммерческого рынка данных ДЗЗ.

Это был 590-й китайский космический запуск, в том числе 516-й для ракет семейства «Великий поход», 208-й для тех из них, что спроектированы и произведены в Шанхае и 88-й пуск РН CZ-2D. Интересно отметить, что контракт на запуск был заключен всего за пять месяцев до старта.

Автор: Liss