Уже пять лет работает на орбите малый космический аппарат «Аист-2Д». Этот спутник создан Ракетно-космическим центром «Прогресс» (г. Самара, входит в состав Госкорпорации «Роскосмос») в содружестве с Самарским национальным исследовательским университетом имени С. П. Королёва и выведен на орбиту в ходе первого пуска с нового космодрома Восточный. За пять лет «Аист» снял 62 млн км2 земной поверхности, а недавно следил за входом в атмосферу второй ступени китайской тяжелой ракеты.

***

Альтернативная кооперация

«Аист-2Д» имеет статус экспериментального спутника-демонстратора и формально не входит в группировку аппаратов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) Роскосмоса.

Его проектный облик был одобрен 4 октября 2012 г. научно-техническим советом РКЦ «Прогресс». Поскольку государственного заказчика на «Аист-2Д» не было, предприятию пришлось реализовать новый подход к организации разработки: создать «альтернативную» кооперацию из числа предприятий — разработчиков блоков, приборов и систем, отличную от традиционной, задействованной при выполнении «больших» проектов. И уже в начале следующего года «Прогресс» совместно с Самарским нацио­нальным исследовательским университетом, НПП «Оптико-электронные комплексы и системы», Красногорским заводом имени С. А. Зверева и другими предприятиями приступили к созданию аппарата.

Как показало время, в условиях сжатых сроков и ограничений по финансированию новая кооперация зарекомендовала себя положительно. В доказательство «Аист-2Д» работает на орбите более пяти лет вместо трех запланированных.

Начало взаимодействия в области создания малых спутников между Самарским университетом и РКЦ «Прогресс» было положено в рамках разработки и успешной эксплуатации двух первых научно-образовательных аппаратов серии «Аист», запущенных на орбиту в 2013 г. Главный конструктор по малым космическим аппаратам РКЦ «Прогресс» Артём Филатов пояснил: если эти два аппарата имели на борту кроме обеспечивающей только научную аппаратуру, то при создании «Аиста-2Д» была поставлена более амбициозная задача — установка, помимо научной аппаратуры, еще и телескопического комплекса для съемки земной поверхности с высоким разрешением.

В разработке «Аиста-2Д» участвовали, прежде всего, молодые сотрудники предприятия (в части создания платформы), а также ученые, аспиранты и специалисты университета (в части комплекса научной аппаратуры).

Как отмечает Артём Филатов, разработчики хорошо понимали, что от результатов их работы зависит будущее космического аппаратостроения на предприятии: «С учетом общемировых тенденций миниатюризации спутников, мы видели, что уже в ближайшей и среднесрочной перспективе нам необходимо будет особое внимание сосредоточить на развитии как раз данного направления».

В сжатые сроки и с учетом ограничений по финансированию РКЦ «Прогресс» смог отработать новые решения и технологии практически для всех этапов создания малых аппаратов — от проектирования до испытаний. Разработчики с задачей справились.

Мал, да удал

Как свидетельствует литера в наименовании, «Аист-2Д» относится к демонстрационным спутникам. Полная его масса с целевой и научной аппаратурой — 531.4 кг, из них спутниковая платформа — 250 кг.

В полезную нагрузку входит мультиспектральная оптико-электронная аппаратура видимого диапазона «Аврора» производства Красногорского завода имени С. А. Зверева. Она имеет высокое разрешение и значительную полосу захвата (с высоты орбиты 490 км различает детали размером 2 м в панхроматическом режиме в полосе 39.6 км) в сочетании с минимальными массогабаритными характеристиками. В состав полезной нагрузки входит научное оборудование, экспериментальная инфракрасная аппаратура и пассивный радиолокатор.

Эксплуатация

Параллельно созданию «Аиста-2Д» на территории «Прогресса» были развернуты наземные средства для ежедневного управления спутником, приема и обработки информации с него. На протяжении пяти лет с момента запуска работа аппарата строилась по двум направлениям: во-первых, выполнение технологических и научных экспериментов; во-вторых, прикладное использование получаемых космических снимков.

В насущных целях

Мониторинг природных пожаров и активности вулканов, наводнений, разрушений инфраструктуры, контроль изменений городской застройки — вот неполный список задач, который под силу «Аисту-2Д». По словам Артёма Филатова, «в настоящее время основными потребителями информации со спутника являются МЧС, Росреестр, Минлесхоз и Правительство Самарской области».

Власти региона используют данные со спутника для мониторинга и выявления мест незаконной добычи общераспространенных полезных ископаемых, а также несанкционированных свалок твердых бытовых отходов. Из-за ограничений, налагаемых действующим законодательством на частоту проверок, спутниковые данные в таких случаях могут быть единственным источником объективной информации о возможных нарушениях.

Космическая съемка помогает обновить карты и планы местности, и РКЦ «Прогресс» неоднократно оказывало информационную поддержку Росреестру — как по разовым заявкам, так и по долгосрочным, для реализации которых требовалось больше времени (например, съемка в бесснежный период — с апреля по октябрь).

Данные, получаемые с «Аиста-2Д», используются также в образовательных проектах, связанных с подготовкой специалистов в области обработки изображений и геоинформационных технологий. Например, РКЦ «Прогресс» участвует в программе «Дежурный по планете—2» в которой участники космических смен образовательного центра «Сириус» планируют съемки и обрабатывают данные ДЗЗ, полученные непосредственно с борта аппарата.

Профи из университета

На спутнике работает несколько комплектов научной аппаратуры, созданной учеными, студентами и аспирантами Института космического приборостроения Самарского университета.

Масс-спектрометрический датчик анализирует собственную внешнюю атмосферу аппарата, изучает влияние окружающей среды на качество научных и технологических экспериментов и аэро­динамику спутника. Датчик частиц служит для изучения процессов деградации материалов под влиянием космоса (в частности, удары электронов и протонов на микросхемы памяти), проверки их радиационной стойкости и эффективности установленной защиты.

Магнитная система управления движением решает задачи стабилизации спутника в пространстве. Компенсатор микроускорений контролирует состояние космического аппарата и, как следует из названия, компенсирует бортовые вращательные ускорения. Специальный приборный комплекс исследует микрометеориты и частицы космического мусора.

Вклад в науку и технологии

Много важной информации для организаций-разработчиков дали многочисленные эксперименты, выполненные на борту «Аиста-2Д». В частности, получены данные о параметрах магнитного поля и об изменении величины микроускорений, изучено влияние факторов космического пространства на материалы и конструкции аппарата. Новые знания и опыт уже применяются при разработке новых спутников.

За время эксплуатации «Аиста-2Д» протестирована технология коррекции бортового программного обеспечения — не только путем посылки кода в бортовое оперативное запоминающее устройство, но и «перепрошивкой» постоянного запоминающего устройства. Таким образом, удалось реализовать несколько новых режимов съемки.

В настоящее время прорабатывается возможность радиометрической калибровки целевой аппаратуры во время орбитального полета. В случае положительного результата этот способ может найти применение в других космических аппаратах разработки РКЦ «Прогресс».

Следующее поколение

За годы работы на орбите со спутника получены значительные прикладные и научные данные, а его конструкция и системы подтвердили правильность основных конструктивных и технологических решений. В настоящее время происходит накопление статистических данных, материалы готовятся к публикации, а приобретенный опыт используется при создании новых образцов приборов и систем.

В 2019 г. РКЦ «Прогресс» выиграл конкурс Госкорпорации «Роскосмос» на создание космического комплекса дистанционного зондирования стереоскопической съемки, включающего два малых космических аппарата «Аист-2Т», и над этим проектом работает та же кооперация. Неудивительно, что новые аппараты создаются на базе платформы, отработанной в ходе эксплуатации «Аиста-2Д».

Пара спутников «Аист-2Т» должна обеспечивать получение панхроматических, перекрывающихся конвергентных (стереоскопических) изображений и цветных (спектрозональных) снимков земной поверхности. Информация с этих аппаратов послужит, прежде всего, для создания картографической продукции, использующей как одиночные, так и стереоскопические снимки. Кроме того, «Аист-2Т» сможет выполнять мониторинг чрезвычайных ситуаций. Запуск аппаратов намечается на 2023 г.

«У нас нет сомнений, что данные с малых аппаратов „Аист-2Т“ найдут свое применение и в других областях отечественной экономики, поскольку опытно-конструкторская работа реализуется в рамках проекта „Информационная инфраструктура“ национального проекта „Цифровая экономика Российской Федерации“», — уверен Артём Филатов.

В объективе — ступень

За время эксплуатации «Аиста-2Д» состоялась серия экспериментов по съемке космических объектов, движущихся по геоцентрическим орбитам.

Обычные спутники ДЗЗ, как правило, не могут снимать перемещающиеся по орбитам цели. Для этого нужны дополнительные исходные данные и специальное программное обеспечение, позволяющее определять интервалы времени, в которые возможна съемка, и управлять угловым движением аппарата во время фотографирования. Специалисты РКЦ «Прогресс» разработали такой софт и отработали особую технологию.

Утром 9 мая 2021 г. очередным космическим объектом съемки являлась вторая ступень ракеты «Чанчжэн-5В», с помощью которой 29 апреля запускался базовый блок китайской станции «Тяньгун». Параметры ее орбиты были взяты из открытых источников. По словам исполнительного директора Роскосмоса по перспективным программам и науке Александра Блошенко, «[«Аист-2Д»] специальным образом развернули по команде с Земли». Таким образом был получен снимок ступени на фоне космоса. Всего аппарат предпринял две попытки снять ступень.

Возможность снимать движущиеся космические объекты существенно расширяет область применения космических аппаратов ДЗЗ, созданных в РКЦ «Прогресс».

Русский космос, Игорь Афанасьев

 Пресс-служба Роскосмоса