СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ МАССЫ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ МУЛЬТИСПЕКТРАЛЬНОГО ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ

© Н.Н.Ханеня, В.И.Майорова, В.И.Костенко
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы образования"
2011 г.

Актуальной задачей современной космонавтики является миниатюризация космических аппаратов (КА). Современные информационные технологии, микроминиатюризация элементной базы, коммерческая доступность компонентов, наличие доступных каналов связи в настоящее время позволяют не только создавать малоразмерные КА в стенах высших учебных заведений, но и быстро вводить их в эксплуатацию. Опыт зарубежных государств и перспективные отечественные разработки показывают значительные возможности использования таких КА для решения научно-исследовательских, прикладных и социально-экономических задач. В частности, большое прикладное народно-хозяйственное и оборонное значение эти КА приобретают при решении задач дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), в том числе в инфракрасном диапазоне.

Существующие КА инфракрасного ДЗЗ имеют большую массу и используют зеркальные оптические системы с узким мгновенным углом зрения. Для получения достаточно широкой полосы захвата в такой системе традиционно используется сканирующее зеркало, перемещающее мгновенное поле зрения перпендикулярно направлению движения спутника. Задачи ДЗЗ требуют достаточно высокоточной ориентации КА. Кроме того, высокая частота поворотов сканирующего зеркала вносит дополнительные существенные возмущения в ориентацию спутника. Это накладывает определенные ограничения на систему управления движением и навигации (СУДН) и увеличивает массу КА.

В докладе исследованы оптико-электронные средства ДЗЗ и предложены способы, позволяющие уменьшить массу КА до класса микро. Предлагается перейти от зеркальной оптической системы к линзовой оптической системе с более широким мгновенным углом зрения, использующей новый материал вместо непрозрачного в инфракрасном диапазоне стекла. Это позволит устранить такой возмущающий фактор, как высокая частота поворотов сканирующего зеркала. Предлагается также упростить СУДН за счёт отказа от прецизионной ориентации всего КА в пользу пассивной ориентации, а ошибку прицеливания в этом случае компенсировать за счёт поворота сканирующего зеркала с низкими частотами. В этом случае положение зеркала регулируется бортовой вычислительной машиной согласно показаниям датчиков ориентации. В зависимости от решаемых задач ориентация зеркала может быть как двухосной, так и одноосной.

Такой подход позволяет улучшить проектно-конструктивные параметры СУДН и повысить качество обзора КА ДЗЗ в инфракрасном диапазоне.