Океанограф «Хайян-2D»

19 мая 2021 г. в 12:03 по пекинскому времени (04:03 UTC) со стартового комплекса №94 Центра космических запусков Цзюцюань был произведен пуск РН «Чанчжэн-4B» (CZ-4B №Y48) с китайским океанологическим спутником «Хайян-2D» (海洋二号D星, HY-2D). Аппарат был успешно выведен на орбиту с параметрами:

·         наклонение — 66.00°;

·         минимальная высота — 940.5 км;

·         максимальная высота — 953.9 км;

·         период обращения — 103.93 мин.

В каталоге Космического командования США спутник получил номер 48621 и международное обозначение 2021-043A.

«Хайян-2D» является третьим оперативным спутником группировки мониторинга состояния моря «Хайян-2». Аппарат разработан и изготовлен Генеральным департаментом спутников ДЗЗ Китайской исследовательской академии космической техники CAST. Ракета CZ-4B создана в Шанхайской исследовательской академии космической техники SAST; это 134-й носитель этого предприятия и 370-й в семействе «Великий поход». Пуск и последующую работу с КА обеспечивает Главное управление запусков, контроля и управления спутниками.

Формальным заказчиком КА является Государственное управление оборонной науки, техники и промышленности (ГУОНТП). Эксплуатирует его Национальный центр по применению спутниковых технологий в океанографии NSOAC (National Satellite Ocean Application Center) в составе Министерства природных ресурсов КНР, которое является основным пользователем. Аппарат запущен в рамках средне- и долгосрочного плана развития национальной гражданской космической инфраструктуры и будет играть важную роль в обеспечении строительства морской державы, защиты национальных прав и интересов на море, а также в расширении морской экономики и развитии необходимых технологий.

Наименование «Хайян» буквально переводится как «море» или «океан». Запущенный КА является составной частью трехкомпонентной системы наблюдения за океанами. Спутники типа «Хайян-1» (HY-1) обеспечивают определение цветности и температуры поверхности океана в целях оценки продуктивности, мониторинга загрязнений и экологического состояния прибрежных зон, слежения за строительством гаваней и портов, а также за глобальными изменениями окружающей среды. На аппараты «Хайян-2» (HY-2) возлагается наблюдение за динамикой морской поверхности. Спутники «Хайян-3» (HY-3) предназначены для постоянного радиолокационного мониторинга океанов и морских целей.

Первый экспериментальный КА типа «Хайян-2», оснащенный высотомером, скаттерометром и СВЧ-радиометром, был запущен 16 августа и начал регулярные наблюдения 1 октября 2011 г. на солнечно-синхронной орбите условной средней высотой 966.5 км.

В сентябре 2012 г. началась проработка планов создания двух оперативных спутников двойного назначения («для национальной экономики и оборонного строительства») HY-2B и HY-2C. Проект был утвержден в июне 2016 г. Национальной комиссией по развитию и реформам с согласия Министерства финансов.

Первый оперативный КА «Хайян-2B» был выведен 25 октября 2018 г. на солнечно-синхронную орбиту, аналогичную орбите первого аппарата и имел на борту три основных и один вспомогательный прибор и две дополнительные полезные нагрузки.

«Хайян-2C», запущенный 21 сентября 2020 г. (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/75986.html ), запустил на несинхронную орбиту наклонением 66° и рабочей высотой 952 км (в китайских источниках – 957 км). По наклонению он соответствовал серии американо-французских КА Jason для измерения уровня Мирового океана, но те работают значительно выше – на высоте 1338 км. Орбита наклонением 66° позволяет получать более частые данные о поле ветров в полосе до 70° широты.

На такую же орбиту запущен и «Хайян-2D», причем плоскость орбиты нового КА лежит на 90° восточнее плоскости орбиты предыдущего, что и обеспечивает сокращение интервала между просмотрами одного и того же района до 6 часов.

Как и его предшественник, «Хайян-2D» оснащен аппаратурой для высокоточных всепогодных и круглосуточных измерений поля приповерхностных ветров, уровня океана и его аномалий и эффективной высоты волн, в состав которой входят:

* Двухчастотный радиолокационный высотомер DFRA (Dual Frequency Radar Altimeter) для измерения уровня морской поверхности, эффективной высоты волн, параметров течений и гравитационного поля. Прибор работает в диапазонах C (5.25 ГГц) и Ku (13.58 ГГц). Пространственное разрешение – 16×16 км, точность определения высоты волн – 0.5 м, текущего уровня океана – лучше 4 см;

* Калибровочный радиометр ACMR (Atmospheric Correction Microwave Radiometer) для коррекции тропосферной задержки сигнала радиовысотомера. Рабочие частоты – 18.7, 23.8 и 37.0 ГГц;

* Микроволновой скаттерометр SCAT для измерения поля приповерхностных ветров в глобальном масштабе. Работает на частоте Ku-диапазона 13.2515 ГГц с вариантами поляризации приемного и отраженного сигнала HH и VV, использует антенну диаметром 1.0 м, которая вращается со скоростью 15.8 об/мин. Ширина полосы съемки 1300 км, пространственное разрешение 50 км, точность 0.5 дБ. Прибор способен ежесуточно строить карту ветров с погрешностью не более 2 м/с на более чем 90% площади Мирового океана, одновременно отслеживая перемещение тропических тайфунов и ураганов.

Скаттерометр разработан и изготовлен Сианьским отделением CAST, и эта же организация поставила подсистему цифровой передачи информации с научной аппаратуры. Работами в интересах проекта «Хайян-2» руководит Ван Сяонин (王小宁), директором подсистемы передачи информации является Е Нань (叶楠). Последняя помимо непосредственного режима передачи информации обеспечивает запоминание данных на невидимой части витка с последующим сбросом на наземную станцию.

Помимо основных приборов, КА несет попутную приемопередающую аппаратуру системы идентификации судов AIS, позволяющей собирать в глобальном масштабе информацию об их принадлежности, текущем положении, курсе и скорости, а также аппаратуру сбора и ретрансляции данных с морских плавучих платформ DCS.

По сравнению с предшественниками на КА «Хайян-2D» модернизирована навигационная система, в которой реализован режим совместных навигационных измерений по двум системам – американской GPS и китайской «Бэйдоу».

Три спутника серии «Хайян-2» образуют законченную группировку, обеспечивающую всепогодный, круглосуточный и частый мониторинг динамики моря на больших и средних масштабах с целью предупреждения о стихийных бедствиях, устойчивого развития и использования морских ресурсов, эффективного ответа на глобальные климатические изменения и решения задач морских исследований. Группировка обеспечит получение информации о состоянии 80% поверхности Мирового океана каждые шесть часов и всей поверхности – каждые 12 часов с пространственным разрешением лучше 100 км.

Среди прикладных применений системы известно о регулярном мониторинге 17 рыбопромысловых районов в трех океанах, благодаря чему расход топлива китайского рыболовного флота удалось сократить на 5% при росте добычи на 2-3%.

Главным конструктором спутника «Хайян-2D» является Чжан Цинцзюнь (张庆君).

С учетом опыта создания спутников 2B и 2C был сокращен более чем на месяц и значительно удешевлен цикл заводских испытаний КА. Были исключены магнитные испытания спутника «Хайян-2D» в целом, испытания на тепловой баланс и совместные испытания на уровне подсистем.

Как и в предыдущем случае, КА был доставлен на полигон в сборе с солнечной батареей, а теперь еще и с установленными антеннами системы сбора данных DCS. За счет оптимизации процессов время подготовки КА на космодроме удалось сократить с 45 до 35 суток, то есть на 22%, по сравнению с «Хайяном-2C». При этом численность команды испытателей сократилась с 50 до 32 человек, то есть на 36%.

Запуск и работа КА в первые 30 суток полета, а также ответственность перед третьими лицами были застрахованы Шэньчжэньским отделением страховой компании «Пинъань», сумма страховой премии составила 26.9 млн юаней.

В сентябре 2020 г. анонсировался скорый запуск первого спутника типа «Хайян-3» с радиолокатором C-диапазона с синтезированием апертуры с пространственным разрешением 1 м, однако он не выведен на орбиту до настоящего времени.

Автор: Liss