«Гаофэнь-3»: серия продолжается

7 апреля 2022 г. в 07:47 по пекинскому времени (6 апреля в 23:47 UTC) со стартового комплекса №94 Центра запусков спутников Цзюцюань был произведен пуск РН «Чанчжэн-4C» (CZ-4C №Y38) с многоцелевым радиолокационным спутником «Гаофэнь-3» №03 (高分三号03星, Gaofen 3 03, GF-3 №03, GF-3C). Аппарат был успешно выведен на орбиту с параметрами:

• наклонение – 98.40°;
• минимальная высота – 738.0 км;
• максимальная высота – 745.0 км;
• период обращения – 99.64 мин.

В американском космическом каталоге «Гаофэнь-3» №03 получил номер 52200 и международное обозначение 2022-035A.

После коррекции начальной орбиты «Гаофэнь-3» №03 станет частью орбитальной группировки, включающей также спутники «Гаофэнь-3» (запущен 10 августа 2016 г., номера при запуске не получил, но задним числом обозначен как №01; см. «Новости космонавтики» №10, 2016) и «Гаофэнь-3» №02 (23 ноября 2021 г., https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/82054.html).

Спутники «Гаофэнь-3» разработки Китайской исследовательской академии космической техники CAST заявлены как гражданские аппараты всепогодной многорежимной и многополяризационной радиолокационной съемки моря и суши в C-диапазоне с пространственным разрешением вплоть до 1 м. По официальной информации, их данные будут использоваться в интересах предотвращения стихийных бедствий на море и минимизации их последствий, динамического мониторинга морской среды, охраны окружающей среды и водных ресурсов с целью защиты морских прав и интересов Китая, а также в интересах сельского хозяйства и метеорологии. Научная ценность океанографических наблюдений состоит в измерении силы ветра и волн, изучении внутренних волн океана и различных мезомасштабных и более мелких процессов. Основными потребителями информации системы GF-3 являются Министерство природных ресурсов и Государственное океанологическое управление КНР в лице Национальной службы спутниковых морских приложений NSOAS.

Первый КА по имени «Гаофэнь-3» создан в рамках комплексной системы наблюдения Земли с высоким разрешением CHEOS (China High Resolution Earth Observation System). Спутник стартовой массой 2779 кг выполнен на базе спутниковой платформы CS-L3000B. Корпус КА представляет собой прямоугольный параллелепипед, ориентированный длинной осью в надир. Электропитание обеспечивают две четырехсекционные солнечные батареи размахом 18 м. Бортовой радиокомплекс работает в диапазонах S (командно-телеметрическая линия) и X (8212.5 МГц, сброс целевой информации).

Полезной нагрузкой КА «Гаофэнь-3» является радиолокатор C-диапазона, разработанный Департаментом космических микроволновых систем дистанционного зондирования Инновационной академии аэрокосмической информации – наследником Института электроники Китайской АН. Радиолокатор с синтезированием апертуры с 15-метровой антенной типа активной фазированной антенной решетки (АФАР) работает в полосе частот 5280-5520 МГц шириной 240 МГц. Диапазон углов падения луча – от 20° до 50°, точность привязки – не хуже 230 м без наземных контрольных точек.

Изначально были заявлены семь режимов поляризации (HH, HV, VV, VH и их комбинации – одинарная, двойная и полная) и пять основных рабочих режимов с 13 подрежимами. Наиболее детальное изображение получалось в скользящем точечном режиме (Sliding Spotlight, SL) с пространственным разрешением 1 м в полосе шириной 10 км. Специализированный режим съемки волн WAV характеризовался разрешением 10 м в полосе 5 км. Предусмотрено было также шесть полосовых режимов (Stripmap) с разрешением от 3 до 25 м и шириной полосы от 30 до 130 км, три режима сканирования ScanSAR, включая режим глобальных наблюдений с разрешением 500 м в полосе 650 км, и два режима с расширенным диапазоном углов падения (от 10° до 60°).

«Гаофэнь-3» №01 был создан как экспериментальный гражданский спутник радиолокационного наблюдения. Спрос на его информацию значительно превышал предложение, что и повлекло решение о запуске серии в рамках Национального средне- и долгосрочного плана развития гражданской космической инфраструктуры на 2015–2025 гг. Аппараты с номерами 02 и 03 строились по одному проекту уже как эксплуатационные – на базе предшественника, но с определенными доработками:

• Максимальная продолжительность съемки на витке увеличена с 30 до 100 минут;
• Общее число вариантов съемки доведено до 20. Добавлены, в частности, режимы сканирования рельефа с прогрессивными сканами TOPSAR (Terrain Observation with Progressive Scans) и несколько двухапертурных режимов (см. таблицу);
• Улучшены пространственное разрешение и ширина полосы в режиме съемки волн;
• Введен бортовой процессор обработки данных в реальном времени с функциями обработки изображений, извлечения областей особого интереса и обнаружения движущихся целей. Время доведения такой информации до потребителя сокращено с нескольких часов до 10 минут;
• Установлена система приема идентификационных сигналов морских судов AIS, что улучшит качество их сопровождения.

Таблица. Режимы съемки КА «Гаофэнь-3» №02 и №03

Режим съемки	Разрешение, м	Полоса, км	Поляризация
Скользящий точечный	1	10×10	Одиночная
Съемки волн	8	20×20	Полная
Полосовые режимы StripMap
Ультраузкий UFS	3	30	Одиночная
Узкий FSI	5	50	Двойная
Узкий FSII	10	100	Двойная
Стандартный SS	25	130	Двойная
Полный QPSI	8	30	Полная
Полный QPSII	25	40	Полная
Режимы сканирования ScanSAR
Узкополосный	50	300	Двойная
Широкополосный	100	500	Двойная
Глобальный	500	650	Двойная
Режимы с прогрессивными сканами TOPSAR
Узкополосный	50	300	Двойная
Широкополосный	100	500	Двойная
Глобальный	500	650	Двойная
Режимы с расширенным диапазоном углов падения
Низкие углы	25	130	Двойная
Высокие углы	25	80	Двойная
Двухапертурные режимы
Широкополосный	5	120	Одиночная
Обнаружения движущихся целей	5	50	Одиночная
Морских течений	5	50	Одиночная

 

Все три аппарата были выведены на «терминаторную» солнечно-синхронную орбиту рабочей высотой 751.25 км (в принятой в Китае системе расчетов – 755 км) с прохождением нисходящего узла в 06:00 по местному времени. При полете на такой орбите спутник постоянно освещен Солнцем с одной стороны, что позволяет обеспечить максимальный съем мощности с солнечных батарей и отдавать наибольшую мощность в полезную нагрузку.

Если посмотреть на орбитальные данные более детально, можно заметить, что плоскости орбит трех КА не совпадают в точности. За пять с лишним лет полета первого GF-3 местное время узла сместилось с первоначального 06:00 на 06:04, то есть плоскость «ушла» на 1° от идеального положения. Второй КА был также запущен с местным временем 06:00, и пока оно остается вблизи этой отметки. Для третьего спутника было выбрано начальное значение 06:02.

Рабочая орбита КА «Гаофэнь-3» обладает свойством кратности – наземная трасса повторяется после 418 витков за 29 суток, а межвитковое расстояние на экваторе составляет 96 км; менее точное повторение происходит через 3.5 суток.

С момента выхода на рабочую высоту GF-3 №02 находился в противофазе с GF-3 №01, отставая от него на полвитка. Как следствие, трассы полета двух КА «покрывали» Землю вдвое плотнее, и частота просмотра заданных районов земной поверхности также была увеличена вдвое. Разработчик утверждает, что с вводом в строй третьего спутника они будут распределены вдоль орбиты с шагом в 120°. Сообщается также, что для группировки из трех КА максимальное время между повторными наблюдениями заданного района сократится с 84 до 12 часов, а среднее время – с 14.4 до 4.8 часа.

Следует добавить, что в случае изменения орбитальной конфигурации на полет строем спутники «Гаофэнь-3» могут использоваться в интерферометрическом режиме для обнаружения деформаций земной поверхности и слежения за оползнями и движением ледников, а также за последствиями землетрясений.

Это был 452-й китайский космический запуск, в том числе 414-й для ракет семейства «Великий поход» и 156-й для тех из них, что спроектированы и произведены в Шанхае. Для пусковой установки №94 на 43-й площадке космодрома Цзюцюань он стал 86-м.

Автор: Liss