Создание в России новых военных спутников оптической разведки (часть 2)

Все это означает, что размер главного зеркала «Севана» равен размеру того, которое, предположительно, было установлено на американских спутниках KH-11 / KENNEN еще в 1976 году. Оно также имеет почти точно такой же диаметр, как те два основных зеркала, которые Национальное управление военно-космической разведки США передало НАСА в 2012 году для использования на борту астрономических спутников (один из которых будет летать на космическом телескопе Nancy Grace Roman Space Telescope, ранее известном как Wide Field Infrared Survey Telescope). Это было запасное оборудование, оставшееся от проекта шпионского спутника NRO. Сообщалось, что переданные зеркала были частью сборки из трех зеркал, но третичное зеркало не было включено в передачу.
Подобный диаметр главного зеркала «Севана» не обязательно означает, что он будет иметь такое же разрешение на местности, как у американских спутников-шпионов. Другие факторы, которые имеют значение - это качество зеркала и датчиков изображения. Материал, из которого изготовлено главное зеркало (а также, предположительно, и другие) - СО-115М, также известный как ситалл или астроситалл. Это кристаллический стеклокерамический материал, разработанный еще в советские времена и использовавшийся для изготовления многих русских космических зеркал, в том числе 1,5-метровых зеркал на «Араксе» и «Персоне». Публикации ЛЗОС подтверждают, что такие материалы, как карбид кремния (используемый в обсерваториях ЕКА Herschel и Gaia) и бериллий (используемый космическим телескопом James Webb Space Telescope), имеют лучшие характеристики, но публикации указывают на относительно низкую стоимость ситалла и его сверхнизкий коэффициент теплового расширения.
Датчики изображения с ПЗС-матрицами, которые будут использоваться в «Севане», были опознаны как «Кемь-ПХ» (для панхроматических изображений) и «Кесь-МС» (для мультиспектральных изображений). Кемь - это название реки в Республике Карелия на северо-западе России. Датчики производятся НПП «Элар», которая также производит ПЗС-матрицы для других российских спутников дистанционного зондирования Земли, в том числе «Персона», «Ресурс-П» и «Ресурс-ПМ». В статьях, опубликованных НПП «Элар», указан размер пикселя 9x9 мкм² для «Кемь-ПХ» и размер пикселя 18x18 мкм² для «Кемь-МС». Такие же размеры пикселей ПЗС характерны для системы панхроматической визуализации высокого разрешения спутника «Ресурс-ПМ» и мультиспектральной системы визуализации среднего разрешения, что свидетельствует об общности конструкции.
В главной силовой установке «Раздана» используется жидкостный двигатель разработки ФГУП «Конструкторское бюро химического машиностроения им. А. М. Исаева» (КБ Химмаш), входящего в состав АО «Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева». Судя по имеющимся данным, это была модифицированная версия двигательной установки, летавшей на спутниках "Ресурс-П". На спутниках также будет установлена электрическая силовая установка. Производитель не может быть определен с уверенностью, но известно, что компания под названием НИИМаш [АО «Научно-исследовательский институт машиностроения», Нижняя Салда, Свердловская область] получила задание построить ксеноновые баки для системы Согласно одному из документов НИИМАш, система будет использоваться для точной корректировки орбиты и позволит повысить наземную разрешающую способность бортового оптического комплекса. Скорее всего, это означает, что перигей «Раздана» будет хотя бы периодически опускаться до высот, где потребуется электрическая двигательная установка для противодействия сопротивлению атмосферы. Это напоминает испытания, проведенные в 2017–2019 годах Японией с экспериментальным спутником для получения изображений под названием Tsubame или сверхмалым испытательным спутником, в котором использовались ионные двигатели на ксеноновых двигателях для борьбы с аэродинамическим сопротивлением при спуске на высоту до 167 километров. Предположительно, спутники «Раздан» будут летать по эллиптическим орбитам, аналогичным орбитам американских цифровых разведывательных спутников, а не по круговым 730-километровым орбитам, используемым "Персоной".
Также на борту будут гироскопы управления моментом, которые позволят спутникам ориентироваться без расхода топлива. Их предоставляет Научно-исследовательский институт командных приборов (НИИКП) в Санкт-Петербурге. Названные СГК-250, они имеют те же характеристики, что и гироскопы на спутниках «Ресурс-П» и «Персона», а также будут установлены на «Ресурс-ПМ».
Еще одним субподрядчиком проекта «Раздан» является Научно-исследовательский институт точной механики (НИИ ТМ), который разрабатывает так называемую «Систему устранения информации» (СЛИ). На веб-сайте компании это определено как автономная операционная система, которая может стирать информацию (включая так называемую «закодированную информацию») в случае, если определенные параметры «превышают допустимые пределы», и, по-видимому, содержит набор специализированных датчиков для непрерывного мониторинга различных бортовых систем.
Хотя оптическая нагрузка «Раздана», вероятно, тяжелее, чем у «Персоны», спутники должны оставаться в пределах пусковой нагрузки «Союз-2-1б», самой мощной ракеты в семействе ракет-носителей «Союз», которая также использовалась для запуска спутников «Персона». Более тяжелая масса спутника может быть компенсирована использованием эллиптической, а не круговой орбиты. Пуски будут осуществляться с военного космодрома Плесецк.
В закупочной документации говорится, что в настоящее время строятся два спутника «Раздан». В документации, опубликованной в сентябре 2017 года, указаны возможные даты запуска в конце 2020 года и в конце 2021 года, но с тех пор эти даты, вероятно, сдвинулись. Помимо возможных технических проблем, «Раздан», как и многие другие русские космические проекты, вполне мог столкнуться с задержками как из-за бюджетных проблем, так и из-за введенных Западом санкций, которые усложнили поставку электронных компонентов иностранного производства для русской космической отрасли. Сейчас ведутся работы над гораздо меньшим типом спутника-шпиона, который предположительно должен гарантировать постоянный доступ к изображениям с высоким разрешением для русских военных, даже если спутники «Персона» выйдут из строя на орбите до того, как «Раздан» будет готов к запуску.
ЭМКА и «Разбег»
29 марта 2018 года Россия запустила небольшой военный спутник из Плесецка с помощью космического корабля "Союз-2-1в", облегченного варианта ракеты-носителя "Союз" без четырех дополнительных ускорителей. Заявленный как «Космос-2525», он был выведен на орбиту размером примерно 320 на 350 километров с наклонением 96,64 °. Онлайн-тендеры на транспортировку спутника в Плесецк определили его как ЕМКА и связали с Всероссийским научно-исследовательским институтом электромеханики (ВНИИЭМ) [ныне AO «Научно-производственная корпорация «Космические системы мониторинга, информационно-управляющие и электромеханические комплексы» имени А.Г. Иосифьяна»], производителем спутников дистанционного зондирования Земли и метеорологических спутников. В документах прослеживается история проекта до контракта, подписанного между Министерством обороны России и ВНИИЭМ 23 октября 2015 года.
В годовом отчете ВНИИЭМ за 2016 год ЭMKA расшифровывается как «экспериментальный малый космический аппарат», добавляя, что он послужит основой для «космического комплекса дистанционного зондирования Земли», явно используемого здесь как прикрывающий термин для военной фотографической разведки. ЭМКА, вероятно, тот же спутник, который упоминался в нескольких статьях ВНИИЭМ в 2014–2015 годах как «Звезда». Одна из этих публикаций характеризовала его как 150-кг эспериментальный предшественник более крупного 250-кг спутника (MKA-В), который может делать изображения с высоким разрешением как для гражданских, так и для военных целей. MKA означает «малый космический аппарат», а «В» - «высокое разрешение». В статье сравнивается "Звезда" и МКА-В с первым в серии американских коммерческих спутников для съемки Земли SkySat-1 с максимальным разрешением 0,9 метра в панхроматическом режиме. Также приводится рисунок МКА-В, показывающий, что он имеет такое же разрешение и очень похож по облику на SkySat.
«Звезда» также упоминается на сайте компании СКТБ «Пластик» [ООО «Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро «Пластик», Сызрань, Самарская область], где приводятся чертежи корпуса камеры, который она построила для спутника. Форма и размер корпуса в точности соответствуют размерам камеры высокого разрешения, описанной в двух статьях, опубликованных в 2015 году, в которых говорилось, что это полезная нагрузка для другого малого спутника с оптической системой высокого разрешения под названием МКС-55, предложенного в то время ИСС имени Решетнева [AO «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва»], наиболее известным как производитель спутников связи и навигации. Камера, созданная белорусской оптической компанией ОАО «Пеленг», имеет максимальное разрешение 0,9 метра в панхроматическом режиме, идентичное таковому у SkySat-1. В своем блоге в конце 2016 года конструктор ВНИИЭМ cообщил, что отличные изображения, полученные с первого спутника SkySat в 2013 году, побудили российские компании (в том числе ИСС им. Решетнева) начать разработку планов создания аналогичных малых спутников в 2014 году.
Из всего этого с достаточно высокой степенью уверенности можно сделать вывод, что первые запуски спутников SkySat в 2013 и 2014 годах вдохновили ВНИИЭМ и ИСС им. Решетнева на создание небольших спутников дистанционного зондирования Земли высокого разрешения («Звезда» и МКС-55) с идентичной оптической полезной нагрузкой ОАО «Пеленг». Первоначально они могли быть предложены Роскосмосу в качестве гражданских спутников дистанционного зондирования Земли, но также привлекли внимание Министерства обороны России, которое в конце 2015 года выбрало спутник «Звезда» для дальнейшей разработки, переименовав его в ЭMKA. Это также объясняет, почему после 2015 года в открытой литературе больше нет описаний «Звезда».
«Космос-2525» все еще находится в рабочем состоянии, продолжая выполнять регулярные включения двигателя, чтобы сохранить свою орбиту. Одна из его задач заключалась в наблюдении за наземными оптическими калибровочными целями, разработанными в Московском политехническом университете.
Эти цели функционируют как глазковая диаграмма. Самая маленькая группа полосок, которую можно различить, обозначает предел разрешения для используемого оптического инструмента. Подобные калибровочные мишени можно увидеть в нескольких местах в США (например, на базе ВВС Эдвардс), но новизна данных мишеней заключается в том, что они не нарисованы на асфальте, а выполнены на складных полимерных листах, которые можно использовать в разнообразных местах.
Оперативный преемник спутника «Космос-2525», вероятно, разрабатывается в рамках проекта, обозначенного в закупочной документации как «Разбег», по контракту заключенному ВНИИЭМ с Министерством обороны России 1 ноября 2016 года. Доступные документы только показывают, что «Разбег» - это небольшой спутник, а также предполагают, что он разделяет некоторые конструктивные особенности с ЭМКА, указывая на то, что это тот же спутник, который был назван МКА-В в ранее упомянутой публикации ВНИИЭМ. Скорее всего, «Разбег» - это группировка небольших спутников для получения изображений, которая при необходимости могут закрыть разрыв между «Персоной» и «Разданом» и, в конечном итоге, дополнить изображения, предоставляемые большими спутниками-шпионами. Точно так же Национальное управление военно-космической разведки США дополняет изображения, собранные с его собственных спутников, фотографиями с более низким разрешением, полученными от операторов коммерческих спутников дистанционного зондирования Земли.
Спутники ретрансляции данных
Ключевым компонентом любой системы спутниковой съемки в реальном времени является сеть спутников ретрансляции данных, которая может передавать изображения с разведывательных спутников в течение длительных периодов времени, когда они не находятся в поле зрения наземных станций. Спутники «Персона» работали вместе с двумя военными спутниками ретрансляции данных «Гарпун» (14Ф136). Построенные ИСС им. Решетнева, они были запущены в сентябре 2011 и декабре 2015 года после многолетних задержек (проект был начат в 1993 году). Второй спутник, насколько известно, также использовался для экспериментов с лазерной связью с третьим спутником «Персона» с использованием бортового лазерного терминала ЛT-150. Всего было изготовлено два спутника «Гарпун» и их расчетный срок службы неизвестен. Для обеспечения постоянного покрытия потребуется группировка не менее трех спутников.
ИСС им. Решетнева в настоящее время работает над новыми спутниками связи военного назначения под названием "Геракл" и "Исполин", которые будут нести большие антенны, разрабатываемые компанией. Самый большая из них имеет диаметр 48 метров, хотя точно неизвестно, предназначена ли она для любого из этих спутников. «Геракл» был охарактеризован одним источником как спутник ретрансляции данных и, вероятно, был преемником «Гарпуна». Проект «Геракл» начался в 2014 году, но нет никаких признаков того, что он приближается к запуску своего первого спутника. Эти спутники должны выводиться на орбиту ракетой «Ангара-А5», испытательные полеты которой из Плесецка планируется возобновить в конце этого года после шестилетнего перерыва. У России также есть три спутника ретрансляции данных «Луч-5» на геостационарной орбите, но они были заказаны Роскосмосом, и неясно, используются ли они для передачи информации со спутников Министерства обороны. ИСС им. Решетнева недавно получил контракт на создание усовершенствованной версии этих спутников под названием «Луч-5ВМ», запуск которой ожидается не ранее 2024 года. В технических характеристиках «Луч-5ВМ» нет конкретного упоминания о возможности ретрансляции для военных спутников.
Заключение
Россия полагается на два стареющих спутника «Персона» для получения изображений с высоким разрешением в интересах Министерства обороны. Оба, похоже, функционируют нормально после преодоления серьезных проблем во время начальных испытаний на орбите. Однако нет никакой гарантии, что они будут продолжать работать до тех пор, пока не будут готовы спутники нового поколения «Раздан». Это может быть причиной того, что было принято решение разработать гораздо меньший и более простой тип спутника-шпиона («Разбег»), который мог бы помочь преодолеть разрыв до «Раздана» и в конечном итоге дополнить изображения, предоставляемые большими спутниками. Вероятный экспериментальный предшественник этих спутников (ЭMKA / «Космос-2525») достиг стартовой площадки всего через 2,5 года после начала разработки, что позволяет предположить, что оперативные спутники также могут быть готовы к запуску относительно скоро. Однако по-прежнему, разрешение, предлагаемое меньшими спутниками, не будет соответствовать разрешению «Раздана». Министерство обороны России также эксплуатирует два четырехтонных спутника наблюдения «Барс-М» (запущены как «Космос-2503» и «Космос-2515»), но они используются для получения картографических изображений с низким разрешением.
Еще больше усложняет ситуацию то, что в настоящее время у России нет спутников для получения радиолокационных изображений (ни гражданских, ни военных), способных видеть сквозь облачный покров и проводить наблюдения в ночное время. НПО им. Лавочкина работает над серией специальных военных спутников для получения радиолокационных изображений под названием «Аракс-Р» , но неизвестно, когда они полетят. Новое поколение специализированных военных спутников для ретрансляции данных, необходимых для поддержки программы разведывательных спутников, также может быть через некоторое время не введено в эксплуатацию. Короче говоря, можно с уверенностью сказать, что нынешние возможности России в области космической разведки намного уступают таковым США и Китая. В худшем случае Министерство обороны России может даже оказаться в зависимости исключительно от изображений с более низким разрешением, полученных с российских гражданских спутников дистанционного зондирован