14.10.2021

«Сихэ» присмотрит за Солнцем

14 октября 2021 г. в 18:51 пекинского времени (10:51 UTC) с пусковой установки №9 Центра космических запусков Тайюань был произведен пуск РН «Чанчжэн-2D» (CZ-2D №Y53) с экспериментальным аппаратом «Сихэ», оснащенным аппаратурой для двумерной спектрометрии Солнца в линии Hα. В качестве попутных полезных грузов на орбиту были выведены еще 10 микро- и наноспутников.

Запуск КА CHASE 14 октября 2021 г.

Номера и международные обозначения, присвоенные объектам этого запуска в каталоге Космического командования США, а также начальные параметры их орбиты приведены в таблице. Наименования КА, за исключением основного, который должен соответствовать первому объекту, не проставлены.

Данные на спутники, запущенные 14.10.2021

КА

Номер

Обозн.

Параметры орбиты

i

Hp, км

Ha, км

P, мин

Сихэ

49315

2021-091A

97.48°

500.2

520.0

94.82

49316

2021-091B

97.46°

503.8

522.6

94.89

49317

2021-091C

97.46°

503.6

522.9

94.89

49318

2021-091D

97.46°

503.8

522.8

94.89

49319

2021-091E

97.46°

503.5

522.4

94.88

49320

2021-091F

97.46°

503.1

522.9

94.88

49321

2021-091G

97.47°

502.6

523.3

94.88

49322

2021-091H

97.46°

502.5

523.2

94.88

49323

2021-091J

97.46°

502.0

523.7

94.88

49324

2021-091K

97.45°

501.6

523.4

94.87

49324

2021-091L

97.47°

502.4

522.1

94.87

Эмблема запуска КА CHASE

Основной аппарат имеет официальное англоязычное наименование CHASE, два официальных описательных наименования на китайском языке и личное имя «Сихэ» (羲和) – так в китайской мифологии звали богиню, родившую 10 солнц и ведавшую упряжкой драконов в их колесницу. Два китайских наименования говорят о назначении и особенностях реализации проекта:

  • 太阳探测科学技术试验卫星 (тайян таньцэ кэсюэ цзишу шиянь вэйсин, научный и технологический экспериментальный спутник для изучения Солнца)
  • 太阳H-alpha光谱探测与双超平台科学技术试验卫星 (тайян Hα гуанпу таньцэ юй шуан чао пинтай кэсюэ цзишу шиянь вэйсин, научный и технологический экспериментальный спутник на двойной суперплатформе для спектральных наблюдений Солнца в линии Hα).

Как и намекает название, спутник CHASE представляет собой научно-экспериментальный аппарат с двойной задачей: во-первых, осуществить летную отработку технических решений для вновь созданной космической платформы Шанхайской исследовательской академии космической техники SAST; во-вторых, приступить к изучению процессов в солнечной атмосфере в дополнение к задачам, которые будет решать главная космическая солнечная обсерватория Китая ASO-S.

Внешний вид спутника CHASE

Основной проект ASO-S был анонсирован Китаем как часть второго этапа реализации научной космической программы страны в июне 2016 г. Его официальное англоязычное название расшифровывается как Advanced Space-based Solar Observatory («Передовая космическая солнечная обсерватория»), а целью проекта является изучение связей между магнитным полем Солнца, солнечными вспышками и корональными выбросами массы. На борту ASO-S будут установлены векторный магнитограф FMG (Full-disk vector MagnetoGraph) для картирования магнитного поля в фотосфере, солнечные телескопы Лайман-альфа LAT (Lyman-α Solar Telescopes) для изучения динамики активности светила, а также вспомогательная аппаратура HXI (Hard X-ray Imager) для регистрации жесткого рентгеновского излучения.

Этот проект прошел стадию технико-экономического обоснования в июне 2017 г. и перешел на этап реализации в апреле 2019 г. Запуск ASO-S на солнечно-синхронную орбиту высотой 720 км планируется в 2022 г. с прицелом на работу в течение 25-го солнечного максимума (2022–2025).

Имя вспомогательного проекта CHASE имеет расшифровку Chinese H-Alpha Solar Explorer, то есть «китайский исследователь Солнца в линии Hα». Напомним, что спектральная линия Лайман-альфа (121.6 нм) генерируется при переходе электрона в атоме водорода со 2-го на 1-й (основной) энергетический уровень, а линия Hα (она же Бальмер-альфа, 656.3 нм) – с 3-го на 2-й. Обе они появляются в результате ионизации атомов водорода с последующей рекомбинацией и излучением избытка энергии по мере приближения электрона к основному уровню.

Спутник CHASE: платформа и инструмент HIS

Единственный инструмент в составе CHASE называется HIS (Hα Imaging Spectrograph, видовой спектрограф линии Hα). Его задача – спектроскопия полного диска Солнца с построением в режиме растрового сканирования двумерного спектрального «портрета» светила. На основании этих данных формируются двумерные изображения Солнца в двух близких линиях – 656.3 нм (Hα) и 656.9 нм (FeI), которые соответствуют условиям на различных уровнях в его атмосфере.

Наблюдения в линии Hα позволяют выявить предвестники солнечной активности в фотосфере и хромосфере и понять спусковые механизмы и динамику солнечных вспышек. Особый интерес представляют филаменты – тонкие волокна над активными областями Солнца. Ученые рассчитывают проследить связь их структуры и эволюции с солнечными вспышками. Фотосферная линия FeI служит для спектральной калибровки.

Прибор построен на базе телескопа с апертурой 180 мм и фокусным расстоянием 1820 мм с полем зрения 40’x40’ и имеет пространственное разрешение 1’’. Имеются два основных спектральных канала (656.28±0.25 нм и 656.92±0.08 нм) со спектральным разрешением 0.007 нм, что позволяет отнести HIS к классу гиперспектрометров. Растровое сканирование ведется с шагом 10 мсек по времени, так что за 46 секунд снимается 4600 отдельных спектров и формируется полный спектральный портрет Солнца; кроме того, ежесекундно строится изображение светила в полосе с центром 668.9 нм.

Стартовая масса аппарата – 510 кг, при этом инструмент HIS занимает довольно скромное место, имея массу около 40 кг при габаритных размерах 489x480x517 мм.

В проекте CHASE 803-й институт SAST впервые реализовал технологию магнитного подвешивания полезной нагрузки относительно служебного модуля спутника. Во время выведения на орбиту спутниковая платформа и модуль полезного груза фиксированы относительно друг друга, а при эксплуатации фиксация снимается, и модуль полезного груза в отведенном ему отсеке оказывается физически изолированным от платформы. В бортовую систему управления заложен алгоритм ориентации полезной нагрузки, а служебный модуль подстраивается под нее, имея зазор в 5 мм для безударного сопровождения научного прибора. В результате обеспечивается исключительно точное наведение инструмента на Солнце с ошибкой не более 0.0005° (т.е. 1.8’’) при стабильности на уровне лучше 0.00005°/с. С учетом разных режимов его работы реализовано пять вариантов работы системы управления.

В системе электропитания 811-го института SAST реализована беспроводная магнитно-индукционная технология передачи мощности между модулем служебных систем и полезной нагрузкой. 1200 Вт мощности передается с КПД более 80% по всему тракту, а в его магнитно-индукционной части – более 95%.

Проект CHASE был выдвинут Нанкинским университетом (научный руководитель), Шанхайской исследовательской академией космической техники SAST (подрядчик по КА) и Чанчуньским институтом оптики, точной механики и физики CIOMP (изготовитель прибора HIS). Главным конструктором КА был Чэн Вэйсян (程卫强), а его административным руководителем – Чэнь Цзяньсинь (陈建新). Защита проекта состоялась в мае 2018 г., а в июне 2019 г. Государственное управление оборонной науки, техники и промышленности утвердило его к реализации с запуском в 2021 г.

С учетом научных задач проекта CHASE была выбрана солнечно-синхронная орбита наклонением 97.4° и высотой 517 км терминаторного типа, с прохождением нисходящего узла в 18:00 местного времени. Аппарат будет все время освещен Солнцем и сможет вести непрерывные наблюдения за светилом. Работа КА рассчитана на три года.

Официального предварительного объявления о запуске CHASE не было, хотя еще в июле 2021 г. он анонсировался на октябрь, а 28 сентября во время представления проекта на 13-й Китайской международной авиационно-космической выставке в Чжухае этот срок подтвердили.

Макет спутника CHASE на 13-м Чжухайском авиасалоне

Когда 11 октября появилось оповещение о закрытии района падения в 965 км к югу от космодрома Тайюань, еще не было известно, о каком носителе и полезном грузе идет речь. Однако уже 12 октября стало известно, что академик Фан Чэн (方成), представляющий факультет астрономии Нанкинского университета назвал точную дату старта солнечного спутника CHASE – 14 октября. Так оно в итоге и произошло.

Старт, кстати, был посвящен проходящему в Шанхае 46-му чемпионату рабочих профессий World Skills. На хвостовом отсеке второй ступени ракеты, расположенном выше межступенчатого ферменного переходника, но отделяющемся вместе с первой ступенью, впервые в практике эксплуатации ракет CZ-2D были установлены две управляющие поверхности типа «решетчатое крыло». С их помощью достигается более точный спуск ступени в отведенный район падения – вероятное отклонение от центра снижается примерно на 80%.

Заявленная грузоподъемность носителя CZ-2D составляет 1200 кг на солнечно-синхронную орбиту высотой 700 км. Поскольку и орбита «Сихэ» значительно ниже, и масса его намного меньше допустимой, места на второй ступени по периферии ее верхнего адаптера были заняты десятью попутными аппаратами микро- и нанокласса. К счастью, список их был опубликован сразу, причем в нескольких версиях с некоторыми разночтениями в названиях.

Два из десяти попутных аппаратов запущены в рамках межгосударственной программы, а остальные восемь – на коммерческой основе. Приведем сначала их перечень с указанием китайских наименований (личных или описательных) и переводом на русский язык, а затем рассмотрим попутчиков в отдельности:

  • 大学生小卫星-1 (дасюэшэн сяо вэйсин, университетский малый спутник №1, он же SSS-1);
  • 大学生小卫星-2A (дасюэшэн сяо вэйсин, университетский малый спутник №2A, он же SSS-2A);
  • 大气密度探测试验卫星 (даци миду таньце шиянь вэйсин, экспериментальный спутник для изучения плотности атмосферы, он же MD-1);
  • 商业气象探测星座试验卫星 (шанъе цисян таньце синцзо шиянь вэйсин, экспериментальный спутник коммерческой группировки метеонаблюдений, он же QX-1);
  • 低轨导航增强试验卫星 (дигуй даохан чжэнцян шиянь вэйсин, экспериментальный спутник низкоорбитального навигационного дополнения), известный также под личным именем «Тяньшу-1» (天枢一号);
  • 交通试验星 (цзяотун шиянь син, экспериментальный спутник контроля трафика);
  • 和德二号E卫星 (спутник «Хэдэ-2E»);
  • 和德二号F卫星 (спутник «Хэдэ-2F»);
  • 田园一号卫星 (спутник «Тяньюань-1»);
  • 金紫荆卫星二号 (спутник «Цзиньцзыцзин-2»).


Космическая система SSS в проекте

Группировка университетских малых спутников спроектирована в рамках программы космического образования Азиатско-Тихоокеанской организации космического сотрудничества. Проект малых студенческих спутников стартовал в декабре 2016 г. под руководством Пекинского университета аэронавтики и астронавтики («Бэйхан») и первоначально включал в себя создание и запуск трех изделий: микроспутника SSS-1 массой 36 кг и габаритами 350x350x650 мм и двух кубсатов типоразмера 3U и массой 4 кг – SSS-2A и SSS-2B. Основной аппарат оснащен выдвижной штангой гравитационной стабилизации и электроракетным двигателем, который планируется применить для сведения с орбиты. 

В качестве полезных нагрузок системы рассматривались камеры для наблюдения Земли, аппаратура радиационного мониторинга, приемники систем опознавания самолетов и кораблей, приемники навигационных сигналов и аппаратура межспутниковой связи. В частности, на SSS-1 установлены камера для наблюдения Земли и приемник сигналов самолетов ADS-B.

Внешний вид спутника SSS-1

Микроспутник SSS-1 разрабатывался сотрудниками и студентами«Бэйхана» (66 человек) при участии команд Ирана и Пакистана (45 человек), он имеет второе название «Бэйхан Ятай-1» (北航亚太一号). За кубсат SSS-2A отвечал Шанхайский университет транспорта SJTU, в работе участвовали представители Института космической техники Пакистана. Второе имя аппарата – «Сыюань-1» (思源一号). Кубсат SSS-2B взяла на себя турецкая компания TUBITAK-UZAY при поддержке команды Таиланда. До запуска в октябре 2021 г. дошли только два аппарата из трех.

Внешний вид спутника SSS-2A

Два следующих аппарата в списке созданы Шэньчжэньской космической спутниковой компанией «Дунфанхун», которая тем самым довела до 20 число своих КА.

Экспериментальный спутник коммерческой группировки метеонаблюдений QX-1 предназначен для определения метеопараметров, таких как температура, влажность и давление атмосферы, по искажениям навигационных сигналов спутников глобальных навигационных систем. Поскольку при таком подходе не нужны сложные и дорогостоящие традиционные инструменты, аппарат получился очень компактным – небольшой плоский микроспутник с наибольшей стороной около 50-60 см.

Внешний вид экспериментального спутника измерения метеопараметров QX-1

Экспериментальный спутник для изучения плотности атмосферы MD-1, как гласит его описание, предназначен для измерения «на месте» плотности верхних разреженных слоев атмосферы, получения данных о ее составе и изучения характеристик космической среды, а также для летной квалификации компонентов микро- и наноспутников, оптимальных по соотношению цена/качество. Фотографии этого КА не опубликованы, однако на анимации отделения попутных спутников MD-1 изображен в виде сферы диаметром порядка 50 см или даже больше.

Спутник измерения плотности атмосферы MD-1 на ракетной ступени

Безусловно, это вполне логичная форма для пассивного определения параметров верхней атмосферы по торможению в ней пробного тела идеальной (сферической) формы. Подобные аппараты известны и в американской, и в российской космической программе. Интереснее другое: ровно такой же «шарик» с таким же описательным наименованием заявлен к запуску в декабре 2021 г., вот только его разработчиком является совсем другая фирма –  Инновационная исследовательская академия микроспутников в Шанхае!

Внешний вид спутника измерения плотности атмосферы разработки ИИАМ

Экспериментальный микроспутник низкоорбитального навигационного дополнения «Тяньшу-1»  разработала и изготовила Пекинская космическая научно-техническая компания «Гэнъюй мусин», которая дебютировала в китайской космической программе в апреле с двумя аппаратами ДЗЗ ( https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/79854.html ). Кроме того, участником проекта называют шанхайскую навигационную компанию «Хоян вэйчжи» (火眼位置).

Внешний вид спутника "Тяньшу-1"

Шанхайская техническая компания спутниковых приложений «Личжэн» отметилась 14 октября сразу тремя аппаратами своей разработки с аппаратурой системы обмена данных в УКВ-диапазоне VDES (VHF Data Exchange System) для мониторинга транспорта.

Два микроспутника «Хэдэ-2E» и «Хэдэ-2F» она изготовила для Пекинской космической технической компании «Хэдэ», своего давнего партнера. (Или наоборот – разобраться в этих хитросплетениях не так-то просто.) Их сотрудничество началось с создания КА «Хэдэ-1», запущенного 15 ноября 2017 г. (см. «Новости космонавтики» №1, 2018), и продолжилось парой «Хэдэ-2A» и -2B, которые стартовали 7 декабря 2019 г. В каком из аварийных стартов последних двух лет сгинули аппараты с буквами C и D в названии, неизвестно.

Внешний вид спутника Hede-2

Компания «Хэдэ» планирует развернуть орбитальную группировку «Тяньсинчжэ» (天行者) из 48 спутников с аппаратурой узкополосной передачи данных DCS для Интернета вещей, мониторинга судоходства VDES и авиационных перелетов ADS-B. В сентябре 2021 г. она пописала соглашение с Китайским информационным центром транспорта и связи, предусматривающее совместные испытания и подтверждение характеристик космических, береговых и судовых станций системы VDES, строительство центра данных и эксплуатацию системы.

Внешний вид экспериментального спутника мониторинга трафика

Третий микроспутник аналогичного назначения является совместной работой фирмы «Личжэн», 509-го проектного института SAST и все того же Китайского информационного центра транспорта и связи. Этот экспериментальный аппарат контроля трафика был разработан и изготовлен в течение восьми месяцев и имеет значительно большие размеры и массу – 103 кг. Спутник оснащен холловским электроракетным двигателем тягой до 40 мН, с помощью которого он должен быть переведен на орбиту высотой 900 км. Полезную нагрузку изготовил 804-й институт SAST.

   Микроспутник «Тяньюань-1» разработан в Исследовательском центре микро- и наноспутников Инситута механики Нанкинского университета науки и техники NJUST. Аппарат выполнен в виде кубсата формата 6U и имеет размеры 224x100x340.5 мм и массу около 10 кг. Цель его создания – подтверждение характеристик спутниковых компонентов собственной разработки. «Тяньюань-1» имеет в своем составе твердотельный двигатель нового типа и микродвигатель с высоким удельным импульсом, изготовленный с применением технологии 3D-печати. Планируется совместный полет этого КА с другим спутником.

Внешний вид спутника "Тяньюань-1"

На базе проекта «Тяньюань-1» создан образовательный проект, в котором участвует экспериментальная школа при NJUST. Развернуто два центра управления, в школе и в университете, причем первый будет отвечать главным образом за мониторинг состояния служебных систем КА, а второй – за полезную нагрузку.

Последний аппарат с зубодробительным названием «Цзиньцзыцзин-2» (буквально «золотой багрянник») является совместной разработкой Шэньчжэньской космической технической компании (отделение портовой навигации) и Шанхайской микроспутниковой космической научно-технической корпорации «Цзютянь». Конкретное назначение КА в имеющихся источниках не описано. Спутник «Цзиньцзыцзин-1» был запущен 27 апреля 2021 г. ( https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/79854.html ).

По данным газеты «Кэцзи жибао», состоявшийся старт стал 100-м космическим пуском с Тайюаня. Нами учтено только 98 попыток орбитального пуска с этого китайского космодрома. 

Автор: Liss

Поделиться в соц. сетях
621