ОБЗОР ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ С ПОМОЩЬЮ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

© А.А.Митина
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы профессиональной деятельности космонавтов"
2007 г.

Большинство космических аппаратов (КА), функционирующих на орбитах, можно отнести к КА землеобзора, обеспечивающих сбор и передачу информации со всей поверхности Земли или с ее части. Сбор информации с поверхности Земли может быть непрерывным или периодическим. Непрерывное сбор информации с поверхности Земли, как правило, осуществляется КА, функционирующими на суточных и полусуточных орбитах. Периодический сбор информации с поверхности Земли может осуществляться КА, функционирующими на низковысотных орбитах. Периодичность получения информации в этом случае зависит от широты расположения объекта наблюдения, наклонения орбиты, технических возможностей бортовых средств наблюдения и числа КА, функционирующих в космической системе.

Космические системы представляют собой совокупность, определенным образом расположенных в пространстве, космических аппаратов. Космические системы классифицируются по целевому назначению, способу построения и характеру выполняемых задач.

Эффективность применения космических систем зависит от способа их построения и возможностей КА по обзору земной поверхности. Обзор земной поверхности осуществляется с помощью бортовой аппаратуры (фото, радио, инфракрасной, телевизионной и др. аппаратуры), установленной на борту КА. Возможности КА по обзору земной поверхности оцениваются пространственными, временными и вероятностными критериями.

В докладе рассматриваются пространственные критерии оценки возможностей космических аппаратов по обзору Земли, к которым относятся: зона обзора земной поверхности (геоцентрический угол зоны обзора, сферический радиус зоны обзора, площадь зоны обзора); полоса обзора земной поверхности (диапазон долгот, перекрываемый полосой обзора); область обслуживаемой поверхности Земли. Из временных критериев оценки возможностей космических аппаратов по обзору Земли – продолжительность наблюдения объекта.

Анализируется влияние параметров орбиты КА и технических характеристик аппаратуры, установленной на борту, на возможность наблюдения Земли с космического аппарата.

Показаны изменения величин геоцентрического угла зоны обзора земной поверхности, сферического радиуса зоны обзора земной поверхности, площади зоны обзора земной поверхности в зависимости от высоты полета КА и угла зрения аппаратуры, установленной на борту КА. Приведены максимальные величины геоцентрического угла зоны обзора земной поверхности, сферического радиуса зоны обзора земной поверхности в зависимости от высоты полета КА.

Одной из основных характеристик, определяющих периодичность наблюдения поверхности Земли является диапазон долгот перекрываемой полосой обзора. Определено, что диапазон долгот перекрываемых полосой обзора зависит от ширины полосы обзора земной поверхности, широты места наблюдения и наклонения орбиты. Определены зависимости и условия, при которых возможно наблюдение земной поверхности в заданных широтах с помощью имеющейся аппаратуры.

Показано как размеры области обслуживания земной поверхности, ее расположение на поверхности Земли зависят от наклонения орбиты, высоты полета КА и возможностей бортовых средств наблюдения.

Продолжительность наблюдения объекта рассматривается с учетом и без учета вращения Земли. Дается характеристика зависимости продолжительности наблюдения объекта от высоты полета космического аппарата, угла обзора земной поверхности и углового удаления объекта от плоскости орбиты.