Подход к созданию перспективной низкоорбитальной многоспутниковой космической системы дистанционного зондирования Земли на основе оптико-электронных малых космических аппаратов.

В настоящее время в сфере космической деятельности существует тенденция, связанная с переходом от единичных мультифункциональных автоматических космических аппаратов большой размерности, к группировкам однотипных, быстро тиражируемых малых космических аппаратов [1-2]. Основным преимуществом таких группировок является высокая оперативность доступа к любому участку поверхности Земли за счет большого количества спутников.

Малые космические аппараты, по сравнению с большими аппаратами высокой стоимости, позволяют уменьшить расход ресурсов на разработку, производство и вывод на орбиту, что способствует становлению малых космических аппаратов массовым продуктом, доступным для использования в образовательных целях, дистанционном зондировании Земли, для тестирования новых технологий и систем в области космоса и Земли [3-4].

Создание, развертывание и эксплуатация многоспутниковых группировок при разумных затратах становится возможным благодаря миниатюризации и применению унифицированных подходов по созданию бортовой аппаратуры [5-7]. Развитие микроэлектронных технологий позволяет объединять функции различных систем космического аппарата в едином модуле. Основным преимуществом модульного принципа построения космических аппаратов является возможность достижения необходимых функциональных и технических характеристик, а также заданной надежности при оптимизации стоимостных и временных затрат на разработку и производство. Кроме того, модульность позволяет осуществлять дальнейшую модернизацию путём замены устаревших модулей, приборов, блоков или систем на усовершенствованные.

Обеспечение технической готовности космической системы к выполнению целевых задач обеспечивается за счёт избыточности количества космических аппаратов, часть которых могут рассматриваться как резервные или дублирующие, и своевременному восполнению орбитальной группировки в случае отказа элементов [8-10]. Таким образом снижается требование к каждому отдельному спутнику, что приводит к возможности его упрощения. У разработчиков при отсутствии возможности применения новых технологий для обеспечения требуемой надёжности изделия будет шанс снизить требования в части показателей надёжности отдельных АКА и их СЧ за счёт количества изделий в системе и их взаимозаменяемости.

Частые запуски большого количества малых космических аппаратов массой менее 500 кг с унифицированной платформой и низким сроком активного существования позволяют параллельно с решением текущих целевых задач, поставленных потребителем, по результатам запуска определять перспективные технологии, устранять ошибки, совершенствовать составные части изделий, затратив меньше средств и времени на разработку.

Учитывая высокую востребованность данных дистанционного зондирования Земли, регулярно ведутся исследования с целью определения вида орбитальной группировки аппаратов ДЗЗ, которая будет максимально соответствовать требованиям потребителя [11-14]. В докладе представлены рекомендации и предложения по построению низкоорбитальной КС ДЗЗ на основе МКА высокого разрешения с оптико-электронной аппаратурой со следующими целевыми характеристиками:

а) обзорность – проведение съёмки заданных районов Земли в поясе с географической широтой 84° с.ш. до 84° ю.ш.;
б) проекция пикселя на местности в надире при съемке с высоты 500 км – не более 0,55 м;
в) суточная производительность одного МКА в маршрутном режиме – не менее 47000 км^2;
г) оперативность доставки данных наблюдения – не более 2 ч;
д) оперативность выполнения заявок на наблюдение (съемку) – не более 20 ч;
е) погрешность ориентации КА по каждой оси – не более 0,04°;
ж) среднеквадратическая ошибка координатной привязки при съемке в надир – не более 5 м;
з) ширина полосы захвата – не менее 12 км;
к) ширина полосы обзора – не более 700 км;
л) срок активного существования КА – не менее 5 лет.