?

Log in

No account? Create an account

zelenyikot


Открытый космос Зеленого кота

Космос ближе, чем кажется


Previous Entry Share Next Entry
Лучший фотоспутник России
zelenyikot
rp_20130731_dubai_uae

Как-то мы обсуждали возможности спутниковой съемки, а сегодня поговорим о российских аппаратах и их способностях. Точнее поговорим об одном, самом-самом, из тех, о которых можно говорить.

Спутник "Ресурс-П" сегодня является самым совершенным средством дистанционного зондирования Земли из российских гражданских космических аппаратов, о которых имеется информация в открытом доступе.

shema

Спутник полетел 12 июля 2013 года, и уже к октябрю подтвердил свою полную функциональность. Занимается он дистанционным зондированием Земли или попросту - съемкой поверхности. Для этой цели он оборудован несколькими приборами, которые позволяют изучать Землю в оптическом и близком к оптическому диапазонах (инфракрасном и ультрафиолетовом).

"Главный калибр" "Ресурса-П" - это телескоп "Геотон-1", который позволяет осуществлять съемку в панхроматическом (черно-белом) диапазоне, с разрешением около 0,9 м.

rp_20131024_las_vegas_usa_geo

Цветная или, как "правильно” говорить, "мультиспектральная" съемка производится с разрешением 3-4 м. Но если сделать кадр одновременно в панхроме и в цвете, то наложив один на другой можно получить цветной снимок однометрового разрешения.

rp_20131110_omaha_nebraska_usa_geo

Габариты спутника, прямо скажем, немалые: почти 8 метров в длину, 3 в ширину, размах панелей солнечных батарей - 13 метров. Ранее я уже рассказывал об американском аппарате SkySat частной компании SkyBox. Так вот его габариты не превышают одного метра по каждой из сторон. Его разрешающая способность точно так же составляет около 90 см.

baef375c-43ab-4437-babc-a904ba975a18-1402460012447

Давайте разберемся, почему отечественный, спутник размером с грузовик "ЗиЛ", а иностранный, с аналогичным качеством съемки, размером с холодильник "ЗиЛ"?

IMG_0677

Для начала надо пояснить: космический аппарат - это не просто фотокамера на орбите. Это сложный комплекс приборов, с автономной энергосистемой, системой терморегуляции, средствами управления и ориентации, и средствами получения, обработки, хранения и передачи данных... Поэтому его габариты и характеристики - это всегда компромисс между желаемым и возможным. К примеру, можно установить на аппарате большой телескоп и матрицу высокого разрешения, но если солнечные батареи не смогут в достаточной мере обеспечивать электропитание, то большую часть времени спутник будет летать в режиме подзарядки аккумуляторов и не сможет заниматься полезной деятельностью. То же самое касается системы передачи данных: чем больше можно затратить электричества на работу радиокомплекса, тем больше информации передаст космический аппарат. Недостаток в скорости передачи данных можно компенсировать большим количеством принимающих станций на Земле и размером антенн. Но это не компенсирует нехватку электроэнергии на борту, и потребует отдельных затрат на расширение сети наземных станций. Впрочем, второй вопрос SkyBox решает просто: продает приемные антенны и оборудование крупным потребителям снимков.

Существенным отличием "Ресурса-П" от американского "конкурента", является площадь солнечных батарей. Они позволяют функционировать нескольким научным приборам на борту, и питают радиокомплекс со скоростью передачи данных до 300 Мбит/с. (Правда по по скорости передачи у SkySat нет данных).

Спутник на низкой околоземной орбите попадает в зону видимости антенн на Земле 3-4 раза в сутки, но возможности устойчивой связи обычно бывают раз-два. Когда спутник поднимается высоко над горизонтом, то можно установить с ним связь и передать снимки.

2ce5798ac7686049ca07420806d7c98e

Сегодня на прием с "Ресурса-П" работает только одна пятиметровая антенна в Научном центре оперативного мониторинга Земли в Москве. Ее хватает, чтобы обеспечивать полноценное функционирование аппарата, т.е. за 1-2 пролета передается вся информация накопленная за день. В случае посторонних помех или плотной облачности, на прием включают семиметровую тарелку. Если московская станция перестает справляться с требуемыми объемами передачи данных, то ей на помощь приходит станция в Красноярске.

И главное отличие гиганта “Ресурс-П” от малыша SkySat - в том, что наш может больше. Хотя разрешение снимков примерно одинаково, “Ресурс-П” захватывает полосу шириной почти в пять раза больше чем у “американца”: 38 км, вместо 8 км. Тут снова надо пояснить, что это за характеристика такая - ширина полосы. Спутники такого типа как “Ресурс-П” или SkySat работают не просто как обычная фотокамера, т.е. они не создают снимки со строго ограниченного размера. Их съемка больше напоминает режим работы простого офисного сканера: спутники движутся по орбите, как сканирующая планка сканера, но их движение вперед ничем не ограничено, поэтому они могли бы создавать полосу, чья длина ограничена только запасом энергии и объемом памяти, а вот ширина этой полосы является важной характеристикой устройства.

2

Еще небольшое отличие - в наборе спектральных фильтров. SkySat имеет стандартный набор: RGB+NiR, т.е. красный, зеленый, синий, фильтры, которые позволяют создавать цветные снимки в видимом диапазоне, плюс ближний инфракрасный, который позволяет вести наблюдение за растительностью. Хлорофилл очень хорошо отражает ближний инфракрасный свет, поэтому этот диапазон используют для контроля зеленых насаждений. Он позволяет создавать вот такие сюрреалистичные картины поверхности Земли:

SkySat1SaudiaArabia (1)

Снимки с российского спутника “Электро-Л” “красные” по той же причине, и этому же режиму мы обязаны давнему мифу про “Марс не красный”, хотя там дело, конечно же, не в хлорофилле.
Помимо четырех вышеперечисленных фильтров, “Ресурс-П” имеет дополнительный “красно-инфракрасный”, хотя, как применяется он, я лично не знаю.

Впрочем “Геотон-1” - это не единственный прибор на борту “Ресурса-П”, и далее всякая конкуренция со SkySat заканчивается. Дополнительный набор приборов позволяет сравнивать “Ресурса-П” только с похожими спутниками NASA, которые не сильно уступают по размерам, например Landsat-8.

Второй научный прибор, которым оборудован аппарат - это КШМСА - комплекс широкозахватной мультиспектральной съемочной аппаратуры. Он состоит из двух камер, одна из которых имеет полосу захвата 97 км и разрешение 12 м (23 м для цвета), а вторая ширину полосы 441 км, и разрешение 60 м (120 для цвета).

rp_20130809_serpukhov_russia_hr

Эти камеры тоже имеют наборы из пяти фильтров, только диапазоны немного отличаются: к красно-зелено-синему добавлены два ближних инфракрасных, с разной длиной волны.

Съемка этими приборами позволяет наблюдать более масштабные объекты или события, например такие как лесные пожары, наводнения, извержения вулканов. Средняя полоса (разрешение 22 метра) позволяет еще проводить анализ развития сельскохозяйственных и лесных насаждений.

rp_20130913_sacramento_usa_hr

С той же целью можно использовать и открытые данные американских Landsat, и коммерческие от спутниковой группировки Disaster monitoring constellation. Для той же задачи сейчас разрабатываются спутники серии Perseus-O компании "Даурия Аэроспейс". Т.е. разрешение 22 метра имеет большую коммерческую привлекательность на международном рынке, и с развитием технологии "точного земледелия" спрос будет только расти.

Третий прибор "Ресурса-П" в полной мере оправдывает название спутнтка. Это комплекс ГСА - аппаратуры гиперспектрального наблюдения. Фактически это спектрометр на орбите, который позволяет определять химический состав геологических пород, воды и сорта растительности на поверхности Земли. Такой прибор мог бы сделать немало для науки на орбите Марса или Луны, а для Земли его возможности имеют прикладное значение.

rp_20130822_petropavlovsk-kamchatsky_russia_hsa

Правда, мне не встречались данные о том, кто и с каким успехом использует ГСА на "Ресурсе-П": может нашли несколько месторождений "золота и бриллиантов", а может сделали пару календарей с красивыми разноцветными фотками.

Если говорить о практическом применении спутника, то здесь больше всего открытой информации по "дальнобойному" "Геотон-1". К примеру, с его помощью искали (но не нашли) пропавший в Индийском океане "Боинг", помогали сербам во время наводнения весной, и панамцам летом...

RP_Shabats_fr1_A_tem_A4

А в целом, иностранная работа "Ресурса-П" проводится в рамках участия России в Международной Хартии по космосу и крупным катастрофам. И можно быть практически уверенным, если где-то в мире произошло масштабное происшествие, то наш аппарат делал снимки и передавал их партнерам по Хартии.

К сожалению, мне не встречалась информация, как применяют данные "Ресурса-П" в России. Остается только надеяться, что этим мощным прибором осуществляется реальная работа, а не только пиар Олимпиады или пионерлагеря.

zelenyikot
Subscribe to  zelenyikot

promo zelenyikot september 5, 07:45 77
Buy for 800 tokens
Наконец-то я могу официально объявить, что в продаже появилась научно-популярная книга моего авторства об исследовании Солнечной системы автоматическими межпланетными станциями. Здесь можно найти как описание отдельных космических миссий последних лет, так и обобщенные результаты исследований…

  • 1
Не, там делают с нуля зеркала 2-4 метра для крупных обсерваторий, их оптика часто ставится в профессиональные телескопы. Из крупнейших брендов можно назвать Carl Zeiss, в общем, российские телескопы до сих пор ценят (но в РФ их не оплачивают).

Российского Хаббла не будет по другой причине, понятной уже из истории с БТА. Там хотели поставить новое зеркало, но не нашли на это денег. В итоге наскребли финансов на переделку зеркала, лежавшего в обсерватории без употребления более четверти века.

"Часто ставится", "крупные обсерватории"... уж извините, но - не верю! (с) Если лыткарино побеждает цейсс, то что-то тут нечисто, ей-богу))) Традиционно у нас в загоне фундаментальная наука, без которой прикладные применения быстро теряют свои передовые позиции. А если нет внутреннего потребления, нет регулярных заказов, следовательно не будет и культуры производства. И даже если потом найдутся средства на производство, то уже будет утеряна производственная школа.

Кстати, судя по олимпиаде в Сочи, средства на хабблы в РФ есть.

Говорим только про Лыткарино.

ЛЗОС не конкурирует с Цейсом, а поставляет ему часть оптики. Обычное явление в наше время OEM. В качестве примера сегодняшних реалий:

ОАО "ЛЗОС" по контракту с бельгийской фирмой AMOS выполняет работы по изготовлению комплекта оптики для Devasthal Optical Telescope (DOT) ARIES (Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences, India). Телескоп изготавливает фирма AMOS. Главное зеркало является мениском диаметром 3700 мм и толщиной 165 мм с вогнутой гиперболической поверхностью. Вершинный радиус зеркала 14639 мм (F/1.96), коническая константа -1.03296. Асферичнось 111 мкм. Заготовка зеркала изготовлена из ZerodurТ фирмой SCHOTT.

Что мы имеем?

- делается хороший телескоп, но изготовитель не российский.
- телескоп из примера заказывает Индия, в РФ таких заказов с момента распада СССР таких инструментов не было и непонятно когда будет. Что касается прикладных отраслей. Вроде бы НПК СПП заказывают 3-м зеркало, но это всё с 30-летним запозданием. Пока он не действует. В научной сфере вообще полный швах. МГУ 10 лет ждёт решение об одном 2.5м телескопе - воз и ныне там. А у американцев 2.5м телескопов - целая орбитальная группировка. Как хабблы, так и кейхолы.
- стекло для заготовки в вашем пример шоттовское, что как бы намекает, что советские стандарты мягко говоря устарели. Ответ на вопрос что не так в устаревшем стандарте - см. в программе земакс. Там в качестве опции советские стёкла ещё есть. Но видимо только для того, чтобы понять, что для современных проектов они не подходят )))

Вывод - да, в качестве поставщиков частей оптических трактов Лыткарино ещё будет жить. Но проекты, аналогичные зеркалам БТА уже не появятся.

Астрономические проекты сейчас международные, так что вы зря акцентируете внимание на том, что строится в Индии. Посмотрите европейские проекты VLT и VISTA - обсерватории расположены в Чили, а денежки платят европейцы (кстати, ЛЗОС делал и делает оптику для этих проектов). Объектив для рефрактора или зеркало для рефлектора - самая ценная и важная часть телескопа. Но в РФ делают и механику, и Go To. В основном в рамках пром. кооперации, хотя есть и чисто российские бренды.

Астроклимат конечно важен, спору нет, поэтому про размещение в Чили всё понятно. Я же о другом говорю. В указанных вами проектах опять - заготовки стекла импортные, заказчик иностранный, результаты исследований - работают на развитие иностранной науки. И куда пойдёт молодой учёный этой отрасли из РФ работать угадайте с трёх раз? И в результате получаем утечку мозгов. Это государственный вопрос, и решать его надо государственным образом думающим людям. Во власти, к сожалению, таких сейчас нет.

Где конкретно в РФ делают механику для европейских проектов оптических телескопов? Дайте явки и пароли если они есть. Может я чего и не знаю, будет интересно просветиться. И просьба - не надо про изготовление главного зеркала меня просвещать.


Нельзя объять необъятное, говорим только о ЛЗОС. Факт есть факт: оптику он делает хорошую.

Если же вам хочется показать что в РФ разруха, то можно просто указать и на другие факты: на том же ЛЗОС большинство российских заказов от военных, зарплаты мизерные (по меркам подмосковья), работают старики и сколько еще протянет завод чисто из-за кадровых проблем - совершенно непонятно.

Просто надо называть вещи своими именами, так будет лучше для всех. А факты говорят, что разучились в Лыткарино варить качественное стекло оптического качества лучших мировых стандартов и больших размеров, наверняка ведь максимум это заготовки одного-полутора метров своего производства. Научные исследования на финансовом подсосе - значит остаются только прикладные проекты, а это остановка в развитии. Что означает медленную смерть отрасли. Мало делать просто хорошо, это китайцы умеют лучше всех. Надо двигаться вперёд, толкать прорывные проекты, тогда и люди подтянутся. И так уже в негров превращаемся во всех областях.

>разучились в Лыткарино

В Союзе за всю его историю было только три больших телескопа: телескоп Шайна в Крыму (диаметр зеркала 2,64 м, производство ЛОМО, построен в конце 50-х), его близнец в Бюраканская обсерватории (разумеется ЛОМО, 1976 г), и БТА (1975г, производства ЛЗОС). Все три своим существованием обязаны одному конструктору -Баграту Иоаннисиани (1911 г.р., ученику Максутова). Да, было еще 2 двухметровый цейсовских телескопа (один в 60-х, близнец в конце 80-х, оба производства ГДР).Так что был бы заказ - сделают.

Удачи.

Edited at 2014-11-12 04:13 pm (UTC)

ок, буду надеяться что лыткаринское стекло когда-нибудь превзойдёт охару и шотт )))

  • 1