09.04.2021

Шанхайские радиолокаторы: так сколько же их?

31 марта 2021 г. в 06:45 пекинского времени (30 марта в 22:45 UTC) со стартового комплекса №94 Центра космических запусков Цзюцюань был выполнен успешный пуск РН «Чанчжэн-4C» (CZ-4C №Y36) с аппаратом радиолокационной съемки Земли «Гаофэнь-12» №02. Спутник был успешно выведен на орбиту с параметрами:

* наклонение – 97.86°;

* минимальная высота – 593.5 км;

* максимальная высота – 600.5 км;

* период обращения – 96.62 мин.

В каталоге Космического командования США аппарат получил номер 48079 и международное обозначение 2021-026A.

Цзюцюань, старт 31.03.2021

И ракета, и спутник изготовлены в Шанхайской исследовательской академии космической техники SAST. Официальное назначение КА – «для обследования государственной территории, городского планирования, проектирования дорожной сети и оценки урожайности, а также для предотвращения стихийных бедствий и уменьшения ущерба от них» – представляет собой легенду прикрытия для очередного китайского военного спутника радиолокационного наблюдения. Как ни странно, известен и производитель полезной нагрузки: радиолокатор с активной фазированной антенной решеткой создали в 14-м институте Китайской корпорации электронной техники CETC.

О подготовке к запуску этого аппарата стало известно 20 февраля благодаря публикации одной примечательной фотографии. На ней группа испытателей из Шанхая выстроилась под транспарантом к предстоящему пуску ракеты CZ-4C №Y32, а вот на колоннах слева и справа содержались слова приветствия будущему старту спутника «Гаофэнь-12» №02.

Первый "анонс" запуска КА "Гаофэнь-12" №02

10 марта прошел слух, что запуск может состояться в конце марта. Ракета Y32 улетела 24 февраля с Цзюцюаня, и из принципа единства места было очевидно, что и новый КА должен стартовать там же. Тем не менее где-то около 21 марта китайские наблюдатели решили, что местом события должен быть Тайюань, поскольку спутник «Гаофэнь-12» без номера 02 был ранее запущен оттуда, да и местонахождение корабля слежения «Юаньван-6» говорило в пользу более восточной точки старта.

Цзюцюань, сборка РН CZ-4C

На какое-то время им удалось всех запутать, хотя второе соображение было просто преждевременным, а первое несостоятельным. Как мы уже отметили в декабре 2020 г. (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/77943.html), перенос запусков однотипных аппаратов в Китае из Тайюаня в Цзюцюань имеет место и связан с отказом от использования района падения второй ступени на лаосско-камбоджийской границе. Окончательную точку в «выборе» космодрома поставило уведомление о закрытии для полетов района падения первой ступени, опубликованное 29 марта.

Ракета CZ-4C использовала «толстый» головной обтекатель диаметром 3.80 м, который применяется довольно редко и почти исключительно для запусков шанхайских радиолокационных спутников, габариты которых определяются наличием большой развертываемой антенны. В интересах дальнейшего анализа перечислим все такие запуски с указанием параметров начальных орбит (рассчитанных по упрощенной методике), включая и местное время в нисходящем узле LTDN солнечно-синхронной орбиты. Отметим также, что официально заявляемая грузоподъемность ракеты на ССО высотой 600 и 700 км составляет 3108 и 2944 кг соответственно.

 

Данные на спутники, запущенные РН CZ-4C с обтекателем диаметром 3.80 м

КА

Дата и время
старта, UTC

Параметры орбиты

i

Hp, км

Ha, км

P, мин

LTDN

Яогань-1

2006.04.26 22:48

97.80°

603.4

626.5

96.99

06:00

Яогань-3

2007.11.11 22:48

97.80°

613.3

623.6

97.07

06:00

Яогань-10

2010.08.09 22:49

97.82°

607.4

622.0

96.99

06:00

Яогань-29

2015.11.26 21:24

97.84°

615.3

619.1

97.04

04:31

Гаофэнь-10

2016.08.31 18:55?

пуск аварийный

02:04

Яогань-33

2019.05.22 22:49?

пуск аварийный

06:00

Гаофэнь-10

2019.10.04 18:51

97.78°

611.7

622.2

97.04

02:00

Гаофэнь-12

2019.11.27 23:52

97.93°

594.2

599.4

96.62

07:00

Яогань-33

2020.12.27 15:44

98.27°

682.0

686.2

98.44

22:01

Гаофэнь-12 02

2021.03.30 22:45

97.86°

593.5

600.5

96.62

05:00

Примечания:

1. Из двух аварийных пусков был официально объявлен только второй, но без времени старта.

2. Времена узла для аварийных пусков приведены в предположении, что приписанные им времена достоверны.

3. Названия утраченных в авариях КА были повторены впоследствии.

 

Вот сколько разных типов спутников Вы видите в таблице, читатель? Наверное, два: уж слишком сильно выбивается по параметрам орбиты «Яогань-33». А в действительности их там по меньшей мере четыре.

Нас не должно смущать, что часть спутников отнесена к серии «Яогань» (遥感, буквально – «дистанционное зондирование», YG), а часть – к серии «Гаофэнь» (高分, «высокое разрешение», GF). Однотипные спутники вполне могут иметь официальные названия из разных серий. Так, запущенный 26 июня 2015 г. «Гаофэнь-8» был назван в корпоративной газете аналогом стартовавшего ранее «Яоганя-26», что подтвердило и их орбитальное поведение: с июля 2015 до февраля 2019 г. два КА разноименных работали на одной и той же высоте 486 км, тщательно синхронизируя коррекции орбит. Позднее такая же история повторилась в тройке YG-24 + GF-9 + YG-30, хотя их однотипными официально никто не называл.

Обратное, увы, тоже верно: одинаковое название не гарантирует однотипности. Так, спутники «Гаофэнь-1» №02, 03 и 04 не идентичны с первым аппаратом с этим именем уже потому, что запущены втроем на одном носителе, а спутники «Гаофэнь-9» №02-05 работают на орбитах существенно меньшей высоты по сравнению с первым.

Академик Ли Дэжэнь

Тем не менее можно выделить, скажем так, первоначальный набор «Гаофэней», не осложненный последующими добавлениями. Академик Ли Дэжэнь (李德仁), выступивший по этому вопросу с докладом в июне 2017 и в знаменитом интервью, опубликованном в октябре 2020 г., свидетельствует: в ответ на выдвинутую в 2002 г. инициативу Китайской АН китайское правительство выделило 46 млрд юаней на проектирование и изготовление 14 спутников «Гаофэнь», составляющих Китайскую систему наблюдения Земли высокого разрешения CHEOS (China High-resolution Earth Observation System), причем семь первых номеров были отданы гражданским аппаратам, а следующие семь – военным.

Первоначальный состав группировки "Гаофэнь"

В этот перечень вошли:

* два КА для трехмерной съемки в интересах геодезии и картографии с разрешением порядка 0.6 м в панхроматическом и 2.4 м в мультиспектральном диапазоне (GF-7 и GF-14);

* четыре аппарата оптического наблюдения с высоким пространственным разрешением: 1.0/4.0 м (GF-2), 0.7/2.8 м (GF-8), 0.5/2.0 м (GF-9) и 0.3/1.2 м (GF-11);

* три спутника радиолокационного наблюдения с наилучшим пространственным разрешением 1 м (в C-диапазоне и L-диапазоне) и 0.3 м;

* два аппарата оптического наблюдения с умеренным пространственным разрешением (2/8 м) и высокой частотой обзора (GF-1 и GF-6);

* геостационарные КА наблюдения Земли с разрешением 50 м (GF-4) и 20 м (GF-13);

* спутник для гиперспектральной съемки с 256 каналами (GF-5).

Все они в итоге были запущены в период с 2013 по 2020 г., во многих случаях с превышением первоначально заданных характеристик. Так, GF-5 имеет целых 360 каналов, GF-13 с геостационара обеспечивает 15-метровое разрешение, на спутнике GF-2 уже был достигнут субметровый уровень 0.8 м, а GF-11 при съемке из перигея эллиптической орбиты, с высоты 260 км, дает предельно возможное разрешение 0.1 м.

Для нашего рассказа существенно, что первым в семействе «Гаофэнь» радиолокационным аппаратом стал GF-3, разработанный в Пекине в Китайской исследовательской академии космической техники CAST «по мотивам» канадского спутника Radarsat 2. Китайский аппарат C-диапазона с синтезированием апертуры имеет 12 режимов съемки, наиболее детальный из которых соответствует разрешению 1 м в кадре 10x10 км.

Ну а теперь вернемся к нашим шанхайским объектам.

Три первых строки в таблице принадлежат первым, по сути экспериментальным радиолокационным спутникам типа «Цзяньбин-5» для обзорной съемки в L-диапазоне, работавшим на солнечно-синхронной орбите на высоте 628 км.

Четыре спутника второго поколения «Цзяньбин-7» не включены в таблицу, так как выводились более легкими носителями CZ-2C и работали на орбите высотой 512 км. Полезную нагрузку для них, как и для КА «Цзяньбин-5», сделал Институт электроники Китайской АН, ставший в июле 2017 г. частью Инновационной академии аэрокосмической информации (空天信息创新研究院, кунтянь синьси чуансинь яньцзююань).

«Яогань-29», запущенный в ноябре 2015 г. и также оснащенный радиолокатором Института электроники Китайской АН, многие эксперты сочли четвертым представителем линии «Цзяньбин-5». Мы выразили тогда сомнение в этом («Новости космонавтики» №1, 2016) и оказались правы.

Внешний вид КА "Яогань-29" на почтовом конверте спецвыпуска

В докладе 14 июня 2017 г. академик Ли Дэжэнь привел некоторые характеристики спутника «Гаофэнь-10», включая рабочую высоту (632 км в принятой в Китае системе отсчета) и время нисходящего узла (04:30), а также продемонстрировал полученные им радиолокационные изображения и построенные цифровые модели местности. Однако мы знаем, что в действительности первый «Гаофэнь-10» погиб в аварийном запуске 1 сентября 2016 г. и снять ничего не мог, а второй стартовал через два года после указанного доклада. Сопоставление данных Ли Дэжэня с приведенными в таблице показывает, что информация относится не к «Гаофэню-10», а к однотипному с ним «Яоганю-29»!

Радиолокационный снимок YG-29 в сопоставлении с оптическим снимком аналогичного разрешения

Итак, аппараты типа «Яогань-29», предположительно имеющие закрытое военное обозначение «Цзяньбин-12», ведут съемку в X-диапазоне с режимом поляризации HH с высоты 628 км при углах падения 20-57°, обеспечивая пространственное разрешение в «прожекторном» (spotlight) режиме 0.5 м в кадре 8x6 км или 1.0 м в кадре 16x10 км, а также в полосовом режиме 1.5 м при ширине полосы 10 км. Точность привязки изображений без контрольных точек, но с измерениями текущего положения КА, оснащенного лазерными отражателями, составляет 1.5 м в прожекторном режиме и 3.0 м в полосовом. Цифровые модели местности имеют погрешность 2 м на равнине и 6 м в горной местности.

Цифровая модель местности по данным GF-10 (слева) и GF-3 (справа)

К этому типу относятся «Яогань-29» и оба спутника «Гаофэнь-10», судя по одинаковому времени их запуска и соответственно – одинаковому времени узла.

Третий тип радиолокационного КА семейства «Гаофэнь», утверждает Ли Дэжэнь, существует, имеет пространственное разрешение 0.3 м и соответствует современному мировому уровню. Путем исключения мы должны признать, что это «Гаофэнь-12», оснащенный радиолокатором 14-го института CETC.

Стоит добавить, что по орбите выведения оба «Гаофэня-12» заметно отличаются от аппаратов типа «Гаофэнь-10», хотя рабочие высоты у них практически одинаковые. Первый «Яогань-33» по времени узла близок к спутникам типа «Гаофэнь-12» и, возможно, был в действительности первым таким аппаратом.

(Дополнение) В период с 7 по 9 апреля второй «Гаофэнь-12» провел подъем орбиты до высоты 628.6 км, на которой в настоящее время работает первый «Гаофэнь-12».

Временное разрешение новых спутников улучшено путем удлинения полосы непрерывной съемки до 800 км, утверждает Ли Дэжэнь, но не оговаривает, к сожалению, относится ли это к обоим типам или лишь к одному из них.

Ли Дэжэнь также отмечает, что первоначально обещанный спутник L-диапазона к октябрю 2020 г. создан не был. Предполагалось запустить дополнительные КА X-диапазона, чтобы обеспечить высокоточную трехмерную съемку и фиксацию деформаций рельефа, а также интерферометрические спутники L-диапазона, способные отслеживать изменения поверхности сквозь растительный покров.

В заключение добавим, что второй «Яогань-33», стартовавший уже после всех этих публикаций, отличается от всех описанных выше, так как работает на орбите высотой 696 км. Он, как мы уже сообщали, оснащен радиолокатором Инновационной академии аэрокосмической информации с антенной подсистемой 38-го института CETC.

Успешный старт второго «Гаофэня-10» был омрачен кончиной родоначальника китайских радиолокационных спутников: главный конструктор проекта Вэй Чжунцюань (魏锺铨) умер в полигонном госпитале вечером 3 октября в возрасте 82 лет. Полвека назад он был главным конструктором спутников радиотехнической разведки «Чанкун-1», с 1982 г. возглавлял создание геостационарного метеоспутника «Фэнъюнь-2», с 1994 г. руководил предпроектными работами по созданию радиолокационных КА, а с 1999 г. стал главным конструктором КА «Цзяньбин-5».

Вэнь Чжунцюань

Участники запуска КА "Гаофэнь-12" возлагают цветы к могиле Вэнь Чжунцюаня

За создание аппаратов типа «Яогань-29» отвечали в разное время административные руководители Чжу Хунчан (黄金生) и Чэнь Цзяньсинь (陈建新) и главные конструкторы Фань Цзися (范季夏), Юй Вэйминь (於伟民) и Чэнь Юньли (陈筠力). По косвенным данным, Фань Цзися затем была доверена должность главного конструктора «Гаофэнь-12», а его административным руководителем был Хуан Цзиньшэн (黄金生).

Главный конструктор Фань Цзися

Автор: Liss

Поделиться в соц. сетях
723