ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ МАЛЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ В СИСТЕМЕ МОНИТОРИНГА ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ И ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ. USE OF SMALL SPACECRAFTS TECHNOLOGIES IN HYDROMETEOROLOGICAL AND GEOPHYSICAL PARAMETERS MONITORING SYSTEM

© А.В.Карелин, Е.М.Твердохлебова, В.А.Шувалов, А.А.Яковлев
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Симпозиум
2019 г.

Аннотация: Рассматривается концепция перспективной системы мониторинга гидрометеорологической и геофизической обстановки (космической погоды) включающей семь группировок космических аппаратов (КА). Приводится проектный облик каждой группировки, а также состав и характеристики целевой аппаратуры. Показано, что габаритно-массовые и энергетические характеристики приборов позволяют реализовать ионосферную и радиозатменную группировки в рамках технологий малых КА (микроспутников) массой до 100 кг, а также внемагнитосферную и магнитосферную – до 800 кг.

Ключевые слова: гидрометеорологические и геофизические параметры, группировка космических аппаратов, малые космические аппараты, целевая аппаратура.

Abstract: The concept of a perspective monitoring system of hydrometeorological and geophysical parameters (space weather) including seven spacecraft (SC) constellations is considered. The design image of each constellation is given, as well as the composition and characteristics of the target instrument. It is shown that the overall mass and energy parameters of the instruments make it possible to realize the ionospheric and radio occultation constellations within the framework of small spacecraft technologies (microsatellites) weighing up to 100 kg, as well as non-magnetospheric and magnetospheric - up to 800 kg.

Keywords: hydrometeorological and geophysical parameters, spacecraft constellation, small spacecrafts, target instruments.

Изучение среды обитания и ее изменчивости является одной из основных и приоритетных направлений современной науки. И в этой области знаний определяющее место занимают исследования атмосферы, гидросферы, околоземного космического пространства (ОКП), включая Солнце, солнечную активность и солнечный ветер. Эти области характеризуются глобальными масштабами, высокой динамикой протекающих процессов, нестабильностью, чувствительностью среды к внешним воздействиям и другими особенностями. В силу таких свойств получить количественную информацию о состоянии гидрометеорологической и геофизической обстановки возможно только космическими средствами и более того – в режиме мониторинга. В настоящее время статус инструмента в изучении окружающей среды приобрела космическая техника и технология.

В работах [1, 2] разрабатывается концепция создания космической системы мониторинга гидрометеорологической и геофизической обстановки, включающей семь группировок КА: внемагнитосферную, геостационарную, магнитосферную, ионосферную, атмосферную, океанографическую и радиозатменную. Разработанный предварительный проектный облик КА системы мониторинга показал, что целевая аппаратура КА в каждой группировке должна включать следующее количество приборов: внемагнитосферная – 10-13 приборов общей массой не более 200 кг; геостационарная – 8 приборов общей массой около 900 кг; магнитосферная – 10 приборов общей массой не более 180 кг; ионосферная – 2 прибора общей массой около 30 кг; атмосферная – 14 приборов общей массой 600 кг; океанографическая – 15 приборов общей массой 700 кг; радиозатменная – 1 прибор массой не более 30 кг.

Анализ полученных оценок приводит к заключению, что две группировки КА космической системы мониторинга – радиозатменная и ионосферная – могут быть реализованы в рамках технологии микроспутников массой до 100 кг, а внемагнитосферная и магнитосферная – в конфигурации малых КА массой до 800 кг.

Таким образом, использование технологий малых КА при реализации полномасштабной системы мониторинга гидрометеорологической и геофизической обстановки позволит сократить время разработки космической системы и материальные затраты.

Литература

1. Карелин А.В., Твердохлебова Е.М., Шувалов В.А., Яковлев А.А. Концепция построения космической системы мониторинга геофизической обстановки // «Космонавтика и ракетостроение», № 1 (100), 2018, с. 19-32.

2. Карелин А.В., Твердохлебова Е.М., Шувалов В.А., Яковлев А.А. Концепция космической системы мониторинга гидрометеорологической и геофизической обстановки // «Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ». Приложение за 2018 год. Материалы шестой международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы создания космических систем дистанционного зондирования Земли. Москва, АО «Корпорация «ВНИИЭМ», 2018, с. 139-148.