История развития РЛС землеобзора

     Пассивные спутники, предназначавшиеся для определения местоположения западных боевых кораблей по их собственному радиоизлучению, начали запускаться в декабре 1974 г. Как и «Рорсаты», эти новые спутники, окрещенные на Западе «EORSAT» (от Electronic Ocean Reconnaissance Satellite – спутник электронной океанской разведки), запускались с Байконура носителями F-1-m на орбиты с наклонением 65 градусов. Использование пассивной методики позволило поднять их рабочие орбиты до высоты 430 на 445 километров, значительно снизив тем самым сопротивление атмосферы и расширив полосу обзора. Подобно «Рорсатам», высоты апогея и перигея поддерживались в очень узких пределах, отклоняясь от номинальных значений не более чем на 3 километра, что обеспечивало точное повторение наземной трассы через 61 виток по прошествии каждых 4 суток. Для этого корректирующие включения двигателей малой тяги проводились каждые 2-3 дня.

     Отсутствие  на борту ядерных энергоустановок  избавляет от необходимости захоронения  «Эорсатов» на высоких орбитах, однако по завершении активного функционирования они все же выполняют маневр ухода с рабочей орбиты, несколько меняя ее высоту, после чего переходят в режим естественного снижения.

     В конце октября 1977 г. «Космос-954» прекратил  регулярные коррекции орбиты, но перевести  его на орбиту захоронения не удалось. 6 января 1978 г. КА внезапно разгерметизировался, из-за чего бортовые системы вышли из строя. Неуправляемое снижение аппарата под действием верхних слоев атмосферы завершилось 24 января 1978 г. сходом с орбиты и падением радиоактивных обломков на севере Канады.

     Помимо  международного скандала, авария повлекла за собой длительное прекращение  полетов «Рорсатов» для усовершенствования конструкции. Запуски же «Эорсатов» в это время участились и с апреля 1979 г. они тоже стали летать парами. Эти пары тоже сначала были компланарными, но КА размещались в плоскости со сдвигом на четверть или на половину оборота, что обеспечивало движение вдоль общей трассы с интервалом в 1 или 2 дня. При смещении на половину оборота последовательные витки каждого аппарата пролегали в точности посередине между витками предыдущего, давая наиболее равномерное покрытие, использование же в ряде случаев смещения на четверть оборота позволяет предположить, что полное развертывание системы могло предусматривать размещение четырех КА одновременно.

     Достигнутая длительность активного существования  не позволяла однако этого добиться, и когда в 1980 г, возобновились запуски «Рорсатов», две системы стали использоваться совместно.

     Первый  после перерыва «Космос-1176» был выведен в плоскость, отстоявшую на 146 градусов от плоскости орбиты единственного на тот момент «Эорсата» «Космос-1167». Из-за различия высот скорости прецессии орбит несколько различались, и угол постепенно увеличивался, но скорость его изменения была достаточно мала – 1 градус за 3 суток, - чтобы конфигурация не сильно изменилась на протяжении совместного функционирования. Во всех последующих случаях, когда «Рорсат» запускался в момент наличия на орбите только одного работающего «Эорсата», начальное угловое расстояние между восходящими узлами их орбит подбиралось в пределах 142-146 градусов.

     Парные  полеты «Рорсатов» удалось возобновить  только к середине 1982 г., но через  полгода после этого произошел еще один инцидент. 28 декабря 1982 г. работавший с 30 августа «Космос-1402» не удалось перевести на орбиту захоронения и он начал неконтролируемое снижение. Конструктивные  доработки после предыдущей аварии позволили отделить активную зону от термостойкого корпуса реактора и предотвратить компактное падение обломков. Активная зона вошла в атмосферу 7 февраля 1983 г. и радиоактивные продукты деления рассеялись над Южной Атлантикой

     Авария  «Космоса-1402» заставила прервать запуски «Рорсатов» еще на полтора года, парные же полеты возобновились только во второй половине 1985 г.

     В апреле 1988 г. была утеряна связь с КА «Космосом-1900», вывёденным на орбиту в декабре 1987 г. В течение пяти месяцев КА неконтролируемо снижался, и наземные службы не могли дать команду ни на увод реактора на высокую орбиту, ни на отделение активной зоны для более безопасного ее схода с орбиты. К счастью, за пять суток до ожидавшегося входа в атмосферу, 30 сентября 1988 г. сработала система автоматического увода реактора, включившаяся ввиду исчерпания запаса топлива в системе ориентации КА.

     Хотя  само по себе происшествие не нанесло материального ущерба, его наложение на предшествовавшие катастрофы «Челленджера» и Чернобыльской АЭС привело к беспрецедентным протестам против использования ядерных энергоустановок в космосе. Это обстоятельство стало дополнительным фактором, повлиявшим на прекращение полетов «Рорсатов» в 1988 г. Последний запуск «Эорсата» состоялся в январе 1991 г.

     Помимо  вышеописанных систем морской разведки, КБ В.Н. Челомея еще с 70-х гг. разрабатывало космическую РЛС на базе своей орбитальной пилотируемой станции «Алмаз». Ее бортовой радиолокатор с синтезированием апертуры предназначался для ведения обзорной съемки вне зависимости от времени суток или погодных условий и, обладая разрешением, измеряемым метрами, мог бы конкурировать со спутниками обзорной фоторазведки, как это сделали десять лет спустя американские ИСЗ «Лакросс».

     Первый  радиолокационный «Алмаз» был доставлен на Байконур в июле 1981 г., но в декабре министр обороны Д.Ф. Устинов запретил запуск и распорядился прекратить все работы в данной области. Программа возобновилась только после смерти Устинова в декабре 1984 г.

     Первый  летный образец был утерян из-за аварии РН «Протон» 29 ноября 1986 г. Следующий запуск состоялся 25 июля 1987 г. Резервный аппарат, получивший обозначение «Космос-1870», был выведен на орбиту высотой около 260 км. Небывало высокое для «Протона» наклонение 71,9 градуса давало возможность при боковом обзоре охватить территории до 78 градуса широты, а 1350 кг бортового запаса топлива (несимметричного диметилгидразина и четырехокиси азота) позволили продержаться на такой низкой орбите 2 года, корректируя ее в среднем каждые 10-12 дней. Радиолокатор, обеспечил получение изображений с разрешением 25-30 метров.

     Военных заказчиков это, очевидно, не устроило. По неофициальным данным разрешение аналогичной американской системы «Лакросс» на тот момент составляло единицы метров и этот предел являлся принципиальным, поскольку «Лакросс» создавался прежде всего для слежения за советской бронетехникой и мобильными пусковыми установками. К тому же на «Космосе-1870» еще не была решена проблема ретрансляции данных в реальном масштабе времени и локатор работал в среднем 10 минут за виток, причем только 20% информации записывалось. На следующем «Алмазе», запущенном 31 марта 1991 г. и считающемся предэксплуатационным, наземное разрешение должно было повыситься до 15 метров, а ретрансляция информации на Землю осуществлятся как непосредственно, так и через два геостационарных спутника. Тем не менее, этот «Алмаз» был с самого начала объявлен как многоцелевой аппарат для дистанционного зондирования Земли, и налаживание коммерческого распространения за рубежом его радиолокационных снимков говорит об отказе от разведывательного применения системы.

     Отметим однако, что обнародованные изображения участков морского побережья, полученные «Космосом-1870», демонстрируют возможность по наблюдаемой на них волновой картине морской поверхности выявлять структуру дна и внутренних течений на глубинах до 200 метров. Поэтому нельзя исключать, что подобные системы могут вновь привлечь военный интерес, уже как средство обнаружения подводных лодок.

     На  сегодняшний день наиболее перспективной  РСА космического базирования является система малых космических аппаратов (МКА) «Кондор-Э», предназначенная для  дистанционного зондирования поверхности Земли в СВЧ-диапазоне в целях экологического мониторинга, разведки природных ресурсов, решения задач научно-прикладного характера, а также коммерческого использования.

     Головной  разработчик данных аппаратов –  НПО машиностроения, которое имеет опыт создания и эксплуатации радиолокационных КА типа «Алмаз». В НПО машиностроения разработана также легкая конверсионная ракетоноситель (РН) «Стрела», которую предполагается использовать в качестве средства выведения МКА на орбиту.

     В составе орбитальной группировки одновременно могут функционировать от одного до 8-12 МКА (по потребности), оснащенных радиолокационной или оптической аппаратурой. В качестве основной полезной нагрузки на борт МКА предполагается установить радиолокатор высокого разрешения с синтезированной апертурой с параболической антенной диаметром 6 метров. Ожидаемое разрешение на радиолокационном изображении будет составлять 1-3 метра. Бортовой радиолокатор способен обеспечивать проведение стереоскопических и интерферометрических съемок, обеспечивающих построение цифровой модели рельефа местности.

     Также в настоящее время ведутся  разработки малогабаритных космических  аппаратов «Монитор» на базе платформы  «Яхта». Они войдут в состав первой в России коммерческой системы дистанционного зондирования поверхности Земли в оптическом и СВЧ-диапазонах, предназначенной для экологического мониторинга, разведки природных ресурсов и решения задач научно-прикладного характера.

     Головным  разработчиком системы КА ДЗЗ  «Монитор» является ГКНПЦ им. М.В. Хруневича, который приступил к работам в этой области еще с 1998 года.

     По  плану система «Монитор» будет  включать КА двух типов: с оптико-электронной  аппаратурой (КА «Монитор-О») и бортовой РСА высокого разрешения (КА «Монитор-Р»). Оба КА изготавливаются на базе универсальной космической платформы «Яхта».

      Вообще говоря, в области обзора земной поверхности весьма важным является выделение движущихся целей и  определение их параметров движения. В оптических системах наблюдения для  решения такой задачи необходимо получение ряда последовательных изображений местности. С появлением когерентных РЛС землеобзора, стало возможным решение данной задачи путем получения единственного радиолокационного изображения.