Четвертый «Цзыюань-3»

16 декабря 2025 г. в 11:17 пекинского времени (03:17 UTC) с площадки №9 космодрома Тайюань был выполнен успешный пуск носителя «Чанчжэн-4B» (CZ-4B №Y61) с китайским стереотопографическим спутником «Цзыюань-3» №04. Аппарат был успешно выведен на солнечно-синхронную орбиту с параметрами:

• наклонение орбиты – 97.50°;
• минимальная высота – 484.3 км;
• максимальная высота – 499.6 км;
• период обращения – 94.45 мин;
• местное время в нисходящем узле – 10:37.

В американском космическом каталоге аппарату был присвоен номер 67131 и международное обозначение 2025-300A. Впервые в истории годовое количество космических стартов с выходом на орбиту достигло 300, а до конца 2025-го оставалось еще две недели…

«Цзыюань-3» №04 (资源三号04星, Ziyuan-3 04) является оперативным аппаратом картографирования Земли в интересах Министерства природных ресурсов КНР в рамках долгосрочного проекта создания гражданской космической инфраструктуры. Аппарат предназначен главным образом для обзорной картографической стереосъемки с целью обновления основных картографических продуктов, построения географических информационных систем, обзора и мониторинга природных ресурсов и контроля их использования, планирования и контроля землепользования.

Создание КА было санкционировано в мае 2023 г. Китайская национальная космическая администрация CNSA отвечала за организацию и управление проектом спутника, включая получение разрешения на запуск. Центр наблюдения Земли и данных при CNSA осуществлял управление проектом в целом. Министерство природных ресурсов названо ведущим пользователем КА, а его Национальный центр приложений ДЗЗ – ответственным за создание и эксплуатацию прикладной системы. Прием информации с КА обеспечивают Китайский центр приложений спутникового ДЗЗ и Инновационная исследовательская академия аэрокосмической информации Китайской АН.

Основное назначение КА «Цзыюань-3» №04 – поставка трехмерных изображений высокого разрешения и мультиспектральной информации для создания цифровых моделей местности и рельефа масштаба 1:50000 и обновления карт масштабом 1:25000 и крупнее. Данные будут использоваться в интересах исследования земельных ресурсов страны, предупреждения стихийных бедствий, развития сельского хозяйства, рационального использования водных ресурсов, экологического мониторинга и городского планирования.

Как и три его предшественника, «Цзыюань-3» №04 изготовлен Департаментом спутников ДЗЗ Пекинской исследовательской академии космической техники CAST, входящей в состав Китайской корпорации космической науки и техники CASC. Аппарат массой около 2600 кг выполнен на платформе, которая в настоящее время имеет обозначение ZY1000, а ранее именовалась «Фэнъянь-2» («Глаз Феникса»). Внешне он выглядит традиционным «кубиком» с двумя панелями солнечных батарей и несет полезную нагрузку из трех инструментов, разработанных в Пекинском институте космического машиностроения и электроники BISME («508-й институт») в составе CAST:

• трехканальный комплекс детальной топографической съемки с разрешением в надире 2.1 м;
• камера мультиспектральной съемки с разрешением 5.8 м;
• лазерный высотомер с точностью измерения высоты лучше 1 м.

Воспроизведем описание этих инструментов, подготовленное к запуску КА «Цзыюань-3» №03. Отличия, введенные на КА №04, обсуждаются ниже.

Трехканальный картографический комплекс имеет в своем составе три отдельных линзовых телескопа с фокусным расстоянием 1700 мм и полем зрения 6°, оснащенных фотоприемниками на ПЗС-матрицах с временным накоплением заряда. Один из них смотрит в надир, а два других отклонены на 22° вперед и назад от вертикали.

В приемных устройствах используются три ПЗС-матрицы шириной в 8192 элемента размером 7 мкм, так что с учетом перекрытия строится изображение шириной 24516 пикселей. Съемка ведется в панхроматическом диапазоне 0.5–0.8 мкм с радиометрическим разрешением 10 бит. Теоретическое пространственное разрешение в надирном канале составляет 2.08 м (официально – 2.1 м), а в переднем и заднем – 2.25×2.42 м (официально – 3.5 м). Ширина полосы захвата – 51.1 км. Заявленная точность пространственной привязки снимков – лучше 10 м в плане и 5 м по высоте без наземных контрольных точек, а при наличии таковых – 3 м в плане и 1.5 м по высоте.

Мультиспектральная камера основана на оптической системе с фокусным расстоянием 1750 мм. Регистрирующая аппаратура – четырехканальная с рабочими диапазонами 0.45-0.52 (синий), 0.52-0.59 (зеленый), 0.63-0.69 (красный) и 0.77-0.89 мкм (ближний ИК). Приемником для каждого канала служат три матрицы шириной по 3072 элемента размером 20 мкм, что обеспечивает пространственное разрешение 5.8 м в полосе шириной 51.0 км. Радиометрическое разрешение – 10 бит.

Лазерный высотомер ведет измерения с шагом 3.6 км вдоль трассы полета и обеспечивает определение текущей высоты КА над земной поверхностью с субметровой точностью.

Для передачи информации используются два канала X-диапазона с пропускной способностью по 450 Мбит/с.

Разработчик утверждает, что «Цзыюань-3» №04 заменит одноименный спутник с номером 01, выведенный из эксплуатации в текущем году, и будет работать совместно с эксплуатируемыми аппаратами «Цзыюань-3» №02 и №03, а также со спутником «Гаофэнь-7», образуя группировку для стереосъемки с высоким разрешением. Это заявление сопровождается картинкой с четырьмя КА – тремя «Цзыюань-3» и одним «Гаофэнь-07», – обращающимися вокруг Земли по одной орбите примерно в 90° друг от друга.

Напомним хронику запуска и применения китайских картографических аппаратов, основные данные которых приведены в таблице.

 

КА	Дата и время старта, UTC	Статус
Цзыюань-3 №01	2012.01.09, 03:17	Экспериментальный, завершил работу
Цзыюань-3 №02	2016.05.30, 03:17	Оперативный
Гаофэнь-7	2019.11.03, 03:23	Специальный, высокого разрешения
Цзыюань-3 №03	2020.07.25, 03:13	Оперативный
Цзыюань-3 №04	2025.12.16, 03:17	Оперативный

 

Проект «Цзыюань-3» был утвержден Госсоветом КНР в 2008 году. Одноименный экспериментальный КА, получивший задним числом номер 01, был запущен 9 января 2012 г. (см. «Новости космонавтики» №3, 2012) и поднялся через четверо суток на рабочую солнечно-синхронную орбиту высотой 502.7 км (в принятой в КНР модели – 506 км) с прохождением нисходящего узла в 10:25 местного времени.

Параметры орбиты были выбраны с таким расчетом, чтобы наземная трасса аппарата – проекция орбиты на поверхность вращающейся Земли – повторялась после 897 витков на протяжении 59 суток. При этом межвитковое расстояние на экваторе составляло 44.7 км, что обеспечивало с небольшим запасом сплошное покрытие земной поверхности камерами КА.

На высоте около 500 км сопротивление верхней атмосферы еще вполне заметно. КА постоянно тормозится и медленно снижается, так что необходимы регулярные коррекции орбиты. Интересно отметить, что первый «Цзыюань-3» стартовал в период высокой солнечной активности, когда плотность верхней атмосферы также высока, и коррекции приходилось проводить примерно раз в месяц, чтобы удерживать высоту в пределах ±1 км от номинала. К началу 2017 года Солнце успокоилось, атмосфера поприжалась к земной поверхности, и коррекции требовались лишь раз в квартал, причем отклонение не превышало ±0.3 км. В конце 2021 года активность Солнца вновь увеличилась, атмосфера «вспухла» и вновь потребовала частого поддержания орбиты.

В итоге «Цзыюань-3» при гарантированном пятилетнем ресурсе сумел проработать полный солнечный цикл – 11 лет. В январе 2023 г. он прекратил коррекции – вероятно, вследствие исчерпания бортового запаса топлива для двигательной установки, – и с тех пор неуправляемо снижается. На 24 декабря 2025 г. аппарат обращается на высоте 358 км, и срок его баллистического существования составит не более нескольких месяцев.

Последующие КА «Цзыюань-3» были запущены с примерно четырехлетними интервалами. Спутник с номером 02 с доработанной по итогам эксплуатации первого полезной нагрузкой стартовал 30 мая 2016 г. На аппарате 03 (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/75106/) модернизировали высотомер и доработали модуль служебных систем, обеспечив восьмилетнюю работу. В системе электропитания появились солнечные батареи с новым высокостабильным приводом и фотоэлементами на арсениде галлия, а также литий-ионные аккумуляторные батареи. Интеллектуальная система управления позволила осуществлять автономное планирование съемок и мониторинг состояния борта. За первые три года работы 03-й отснял 550 тысяч сцен и провел 2.8 млн лазерных измерений, покрыв 9.31 млн км² на территории КНР и 109 млн км в других районах суши.

На 04-м аппарате провели импортозамещение ряда компонентов и усовершенствовали полезную нагрузку. В частности, был доработан на основе требований пользователей лазерный высотомер – размер освещаемого «пятна» уменьшен почти на половину, а частота следования импульсов увеличена более чем вдвое. Увеличение количества точек позволяет получить более точные измерения уровня земной поверхности. Кроме того, доработали двухканальный приемник сигналов китайской космической навигационной системы «Бэйдоу», что улучшило определение текущих координат КА.

«Гаофэнь-7» стоит в этом ряду особняком и по дате запуска, и по характеристикам. Он создан той же командой разработчиков во главе с Цао Хайи (曹海翊), но в рамках национальной программы гражданских спутников ДЗЗ высокого разрешения CHEOS, и предназначен для стереосъемки и картографирования с субметровым разрешением. Картографический комплекс 508-го института выполнен в двухканальном варианте, причем одна камера отклонена на 5° назад относительно вертикали, а вторая – на 26° вперед. Первая имеет пространственное разрешение 0.64 м в панхроматическом и 2.6 м в мультиспектральных полосах, вторая – около 0.8 м только в панхроматическом диапазоне. Съемка ведется в полосе шириной 20 км, точность привязки без контрольных точек составляет 7.2 м, а при наличии таковых – 0.4 м в плане и 0.5 м по высоте.

В состав полезной нагрузки «Гаофэнь-7» также входит двухлучевой лазерный высотомер с четырьмя твердотельными лазерами Шанхайского института оптики и точной механики. Он служит для определения абсолютных высот подстилающий поверхности с погрешностью лучше 0.9 м в интересах картографического проекта «Цзыюань-3» и обеспечивает создание карт масштаба до 1:10000.

Все аппараты семейства «Цзыюань-3» запускались с Тайюаня ракетами CZ-4B практически в одно и то же время, чтобы начать работу в заданной плоскости солнечно-синхронной орбиты на одной высоте с первым. Естественные возмущения работали на медленное снижение наклонения, а так как скорость прецессии орбиты зависит от наклонения, узел орбиты норовил уйти из требуемого положения, и нужно было время от времени возвращать его к норме. Для этого на аппаратах 01 и 02 было выполнено по одной коррекции наклонения, и в результате местное время узла «гуляло» в пределах примерно от 09:57 до 10:47. Два следующих КА такую коррекцию еще не проводили, причем для «Гаофэня-7» она уже напрашивается.

Все четыре спутника одновременно находились в работе с августа 2020 по январь 2023 г. Однако ни в этот период, ни за его пределами не делалось попытки построить «правильную» конфигурацию из четырех спутников через 90° по аргументу широты. Первый и второй КА работали более-менее в противофазе в течение долгого периода времени, остальные два тоже, но при этом 03-й все время был достаточно близок к 01-му, а 02-й – к «Гаофэню-7».

Пока нет оснований полагать, что с запуском КА №04 структура группировки станет более равномерной. Следует отметить, однако, что уже 19 декабря он был найден американцами на рабочей орбите высотой 502.4 км, точно в плоскости КА №02 и в противофазе с ним.

Для запуска использовался носитель CZ-4B производства Шанхайской исследовательской академии космической техники SAST с заявленной грузоподъемностью 2500 кг на ССО высотой 700 км. Особенностью данного экземпляра РН были мероприятия по повышению возможностей управления ориентацией в полете и точности падения створок обтекателя. Кроме того, проводились эксперименты по созданию интеллектуальной интегрированной электрической системы РН для следующего поколения носителей.

Пуск был анонсирован путем опубликования 8 декабря уведомления о закрытии для полетов района падения второй ступени у берегов Вьетнама, дополненного затем уведомлением на опасную зону на территории КНР. Он стал 728-м в китайской истории, 617-м для ракет-носителей семейства «Чанчжэн», 254-м для их шанхайской подгруппы и 55-м для CZ-4B. Все пуски этого носителя, за исключением одного, были успешны.

Автор: Liss