Kotimaisten optisten tiedustelusatelliittien kehitys
Käytetty Zenit-2-satelliitti muistomerkkinä. Kuva: Wikimedia Commons
XNUMX-luvun lopulta lähtien kotimainen raketti- ja avaruusteollisuus on kehittänyt optisia tiedustelusatelliitteja, ja viime vuosikymmeninä on syntynyt useita erilaisia projekteja. Tiedustelusatelliitit ovat kehittyneet ja parantuneet eri tavoin. Ensinnäkin kehitettiin kohdelaitteita ja otettiin käyttöön uusia tekniikoita mittaukseen ja tiedonsiirtoon. Tämän seurauksena satelliittien tekniset ja toiminnalliset ominaisuudet ovat parantuneet merkittävästi useiden vuosikymmenten aikana.
Kamera kapselissa
1-luvun lopulla Neuvostoliiton OKB-2 (nykyisin RSC Energia), jota johti S.P. Korolev työskenteli Vostok-avaruusalusten sarjassa. Erityisesti ensimmäinen valokuvauslaitteita kantava kotimainen tiedustelusatelliitti luotiin nimellä "Vostok-2". Myöhemmin, lennon jälkeen Yu.A. Gagarin, tämä tuote nimettiin uudelleen "Zenit-XNUMX".
Ensimmäinen Zenit laukaisu tapahtui joulukuussa 1961, mutta kantoraketin kolmannen vaiheen ongelmien vuoksi laite jouduttiin räjäyttämään. Huhtikuun lopussa 1962 tapahtui ensimmäinen onnistunut laukaisu, mutta satelliitti ei ratkaissut ongelmiaan. Heinä-elokuussa suoritettiin ensimmäinen onnistunut lento, jonka aikana Zenit otti paljon kuvia ja toimitti ne turvallisesti Maahan. Tuotteen valtiontestaus valmistui vuonna 1964 ja se otettiin käyttöön.
Vasemmalla on Yantar-2K-tuote lennon jälkeen, oikealla tieteellinen Resurs-F1. Valokuva Chronograph.livejournal.com
Suunnittelun näkökulmasta Zenit-2-laite oli pallomainen Vostok-kapseli, jonka sisällä sijaitsi kamerat, elektroniset tiedustelulaitteet, ohjauslaitteet jne. Kantoraketin avulla satelliitti laukaistiin tietylle kiertoradalle ja valokuvattiin esiohjelmoituja kohteita. Aluksi oletettiin, että satelliitti välittää tietoja suoraan kiertoradalta, mutta sitten sen suunnittelua yksinkertaistettiin. Valmiit elokuvat toimitettiin maan päälle laskeutumalla ja laskeutumalla.
Vuonna 1968 aloitettiin modernisoidun Zenit-2M-laitteen käyttö. Myöhemmin Neuvostoliiton teollisuus loi kuusi muuta muutosta. Niillä oli yhteinen arkkitehtuuri ja joukko yhtenäisiä komponentteja, ja ne toimivat myös samalla periaatteella. Erot olivat kameroiden koostumuksessa, ominaisuuksissa ja ominaisuuksissa. Zenitin kaikkien versioiden toiminta jatkui vuoteen 1994 asti, ja tähän mennessä oli rakennettu ja käytetty yli 500 laitetta.
Myös 2-luvun lopulla Yantar-1989K-laitteet otettiin käyttöön. Niillä oli erilainen arkkitehtuuri ja muotoilu, ja niissä oli myös erilainen kamerasarja. Lisäksi tällaisen satelliitin runkoon oli mahdollista sijoittaa kaksi kapselia valokuvafilmien vapauttamiseksi, mikä paransi dramaattisesti suorituskykyominaisuuksia. Vuodesta 1 lähtien Orlets-2006-satelliitti, joka on varustettu kahdeksalla laskeutumiskapselilla, on ollut toiminnassa. Tämän tyyppisiä laitteita käytettiin vuoteen XNUMX asti.
Yksi satelliittivaihtoehdoista TGR-järjestelmälle, jossa on valokuvatelevisiolaitteet. Grafiikka NPO Mashinostroeniya
Tiedonsiirron kanssa
Tiedustelusatelliiteilla, joissa oli laskeutumismenetelmä elokuvien jakeluun, oli ilmeisiä erilaisia haittoja. Tällaisen satelliitin toiminta-aika oli rajoitettu, se pystyi kestämään vain tietyn määrän kehyksiä, ja tiedustelutietojen toimittaminen keskeytti ilmeisistä syistä koko tehtävän. Samanaikaisesti toimenpiteitä näiden puutteiden poistamiseksi ryhdyttiin ensin Zenit-2:n ensimmäisen version kehittämiseen.
Alun perin Zenit-2 kantoi sarjan Baikal-valokuvatelevisiolaitteita. Se sisälsi välineet kuvien käsittelyyn filmillä, eräänlaisen skannerin ja koodauslaitteiston tietojen siirtämiseksi ohjauskeskukseen. Baikal-tuote oli läsnä vain neljässä ensimmäisessä Zenitissä, minkä jälkeen se hylättiin sen monimutkaisuuden ja heikon suorituskyvyn vuoksi.
Syyskuussa 1963 Neuvostoliiton ministerineuvosto antoi asetuksen lupaavan "Television Global Intelligence" -järjestelmän (TGR) kehittämisestä. Töiden pääurakoitsijaksi nimitettiin OKB-52 (nykyisin NPO Mashinostroeniya) V. N.:n johdolla. Chelomeylle ja NII-380:lle (nykyinen Television tieteellinen tutkimuslaitos) uskottiin valokuvatelevisiolaitteiden luominen. Hankkeen tuloksia odotettiin vuosikymmenen loppuun mennessä.
Vuotta myöhemmin OKB-52 esitteli lupaavan TGR-järjestelmän yleisilmeen. Satelliitista ehdotettiin kahta muunnelmaa valokuvatelevisiolaitteilla, "Kometa-11" ja "Mars", jotka on tarkoitettu maa- ja merikohteiden tiedustelemiseen. Yleisesti ottaen tekniset ongelmat saatiin ratkaistua, mutta hanketta ei ollut mahdollista toteuttaa käytännössä useista syistä. On huomattava, että TGR-projektin epäonnistuminen johti Zenitin ja Yantarin toiminnan jatkamiseen.
Agat-1:n optinen tiedustelukompleksi Almaz-asemalle, mukaan lukien Comet-11a-järjestelmä. Kuva: NPO Mashinostroeniya
Aiheen kehitys ei kuitenkaan ole menetetty. Modifioidusta Comet-11-tuotteesta tuli osa Agat-1-tiedustelukompleksia Almaz-avaruusasemalle. Sen avulla asemamiehistö pystyi katsomaan ja tallentamaan otettuja valokuvia sekä lähettämään ne nopeasti Maahan.
Vuonna 1971 aloitettiin uuden TGR-projektin kehittäminen; se uskottiin OKB-41:lle (nykyinen Kometa Corporation) ja Yuzhnoye Design Bureaulle. Uusien ja kehittyneempien komponenttien ansiosta heidän yhteisprojektinsa paransivat teknisiä ja suorituskykyisiä ominaisuuksia. Vuonna 1976 työ kuitenkin keskeytettiin, oletettavasti Almaz-projektin täydellisen käynnistämisen vuoksi.
Tuotteet "Comet-11", "Mars", Agat-1 jne. Järjestelmät erosivat rakenteeltaan, mutta niillä oli yhteinen toimintaperiaate. Vaadittujen ominaisuuksien omaavan linssin läpi projisoitiin kuva maasta tai merestä valoa johtavalle pinnalle, josta se skannattiin vidikoniputkilla. Vastaanotettu signaali käsiteltiin ja tallennettiin tai lähetettiin Maahan. "Kometa-11" tarjosi resoluution noin 2,5 m, "Mars" - jopa 10 m.
Digitaaliset tekniikat
Valotelevisiojärjestelmien resoluutio oli rajallinen, mikä johtui videokonien epätäydellisyydestä. Tältä osin XNUMX-luvulla etsittiin uusia teknologioita, jotka parantaisivat tiedustelujärjestelmien keskeisiä ominaisuuksia ja lisäisivät satelliitin potentiaalia kokonaisuutena. Ratkaisu oli ns lataa kytkettyjä laitteita. XNUMX- ja XNUMX-luvun vaihteessa luotiin ensimmäiset satelliittitiedustukseen soveltuvat CCD-matriisit.
Almazin aseman museomalli. Asemalla oli määrä olla erilaisia tiedusteluvälineitä. Kuva: Wikimedia Commons
Tätä tekniikkaa käyttämällä TsSKB-Progress kehitti uuden satelliitin, Yantar-4KS1. Siinä oli edistynyt korkean suorituskyvyn objektiivi, korkearesoluutioinen CCD-kamera sekä digitaalinen tietojenkäsittelyjärjestelmä, magneettinauhan tallennus- ja viestintälaitteet. Myöhemmin projekti saatiin päätökseen - resoluutiota parannettiin ja kyky ampua infrapuna-alueella lisättiin.
Yantar-4KS1 laukaistiin ensimmäisen kerran joulukuussa 1982. Myöhemmin tätä tekniikkaa käytettiin rinnakkain muiden satelliittien kanssa ja se ratkaisi monimutkaisimmat ja kriittisimmät tehtävät. Satelliitista otettiin käyttöön myös modernisoituja versioita tietyillä ominaisuuksilla. Tunnettujen tietojen mukaan viimeiset Yantarit rakennettiin ja lanseerattiin XNUMX-luvun puolivälissä.
Yantar-4KS1-työn päätyttyä Araks-tuotteen suunnittelu alkoi samoilla periaatteilla, mutta paremmilla ominaisuuksilla. Työ keskeytettiin ja keskeytettiin 1997-luvulla. Ensimmäinen laukaisu tapahtui vasta vuonna 2002, ja vuonna XNUMX laukaistiin toinen satelliitti. Teknisten ongelmien vuoksi molemmat tuotteet toimi vain muutaman kuukauden ja katosivat.
Seuraavat lajien tiedustelusatelliitit olivat Persona-tuotteet. Vuosina 2008–2015 kiertoradalle lähetettiin kolme tällaista tuotetta, joista kaksi on edelleen toiminnassa. Vuonna 2015 tapahtui ensimmäinen nykyaikaisen Bars-M-satelliitin laukaisu; maaliskuussa 2023 lanseerattiin neljäs tällainen laite.
Yleisnäkymä Yantar-4KS1-tuotteesta sen toimintakokoonpanossa. Grafiikka "TSSKB-Progress"
Yantar-4KS1:stä alkaen kaikki kotimaiset optiset tiedustelusatelliitit on rakennettu samojen periaatteiden mukaan ja sisältävät digitaalisia laitteita. Samaan aikaan elementtipohjan, ohjelmiston jne. nopea kehitys. mahdollisti kaikkien taktisten, teknisten ja toiminnallisten ominaisuuksien merkittävän parantamisen sekä yleisen tehokkuuden lisäämisen. Tämän seurauksena XNUMX-luvun ensimmäinen Yantari ja modernit baarit ovat kaikista yhtäläisyyksistä huolimatta ominaisuuksien tasolla pohjimmiltaan erilaisia.
evoluutioprosessi
Ensimmäisen kotimaisen lajien tiedustelusatelliitin kehittäminen alkoi XNUMX-luvun lopulla - lähes samanaikaisesti muun avaruusteknologian luomisen kanssa. Ensimmäiset käytännön tulokset tällä alalla saatiin XNUMX-luvun alussa, ja pian satelliiteista tuli olennainen osa sotilastiedustelua. On otettava huomioon, että kiertoradan tähdistön tiedusteluominaisuudet eivät rajoitu vain optisiin keinoihin. Siellä on myös tutkalaitteita, elektronisia tiedustelulaitteita jne.
Ei ole vaikea nähdä tarkasti, kuinka lajien tiedustelusatelliittien kehitys tapahtui. Jokainen seuraava askel avaruusalusten kehityksessä tuli mahdolliseksi uusien teknologioiden ja instrumenttien syntymisen ansiosta. Laitteita parannettiin vähitellen, ja se osoitti parempaa suorituskykyä ja parempia ominaisuuksia. Tähän mennessä kaikki toivotut tulokset on saavutettu, ja asevoimat voivat nyt luottaa saavansa kaikki tarvittavat tiedot ajoissa.
tiedot