Анализ китайских спутников дистанционного зондирования

автор: Хенк Х.Ф. Смид

Ракета Long March 2D запустила военный метеорологический спутник Yunhai-1 21 сентября. (фото: Синьхуа)

Как и следовало ожидать, ответом Китайской Народной Республики (КНР) на политический визит спикера Палаты представителей США Нэнси Пелоси и делегации Конгресса от Демократической партии на Тайвань в августе 2022 года стали угрожающие военные операции и учения, проведенные против Тайваня. Маневры проходили на воде и в воздухе вблизи Тайваня и включали боевую стрельбу баллистическими ракетами в Тайваньском проливе. Использование китайских спутниковых средств дистанционного зондирования дало понять вовлеченным американским военным, что возможность безнаказанно размещать военные корабли или самолеты и даже безопасно действовать с баз в регионе уже не та, что была в середине 1990-х годов. В то время разразился кризис из-за визита президента Тайваня в США, что вызвало гневную реакцию Пекина. Отреагировав, военно-морской флот США направил военные корабли через Тайваньский пролив, и КНР ничего не смогла с этим поделать. Теперь авианосная группа USS Ronald Reagan просто осталась в регионе, чтобы "следить за ситуацией". Значительно улучшенные возможности китайского спутникового наблюдения и присущий ему интеллект за последние два десятилетия по большей части изменили ситуацию.

Ниже приводится обзор разработки и текущего использования возможностей спутникового наблюдения – дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) в Китае. Начиная с 2015 года важную роль также играет коммерческое ДЗЗ. Поскольку дистанционное зондирование (данные) со спутников имеет двойное назначение, нет четкого различия между гражданским и военным спутниковым наблюдением, но постараемся рассмотреть только спутники гражданского назначения. В статье также будут рассмотрены только спутники, наземные прикладные системы и инфраструктура здесь анализироваться не будут.

Дистанционное зондирование со спутников определяется здесь как использование спутниковых датчиков для наблюдения, измерения и регистрации электромагнитного излучения, отраженного или испускаемого Землей и ее окружением, для последующего анализа и извлечения информации. Кроме того, все дистанционное зондирование со спутников считается данными двойного назначения.

Гражданские спутники дистанционного зондирования

Метеорологический спутник Fengyun (FY)

Fengyun - группировка метеорологических спутников, оператором которых является Метеорологическое управление Китая. В рамках метеорологической программы спутники с нечетными номерами (FY 1, FY 3) относятся к низкоорбитальным спутникам на полярной орбите (LEO), в то время как спутники с четными номерами расположены на геостационарной околоземной орбите (GEO) (FY 2, FY 4). Группировка спутников FY 1 была первым поколением китайских метеорологических спутников на полярной орбите. Ее основной задачей было получение информации об атмосфере, облаках, суше и океане в стране и за рубежом, а также получение соответствующих данных для прогнозирования погоды, климата, стихийных бедствий и глобального мониторинга окружающей среды. FY 1 и 2 улучшили возможности прогнозирования погоды в Китае. Спутники второго поколения вступили в эксплуатацию в 2008 году (LEO FY 3) и 2016 году (GEO FY 4). Все данные с группировки спутников Fengyun доступны пользователям по всему миру и могут быть загружены бесплатно. Спутники Fengyun включены в мировую группировку оперативных метеорологических спутников Всемирной метеорологической организации.

Четыре типа метеорологических спутников Fengyun. (фото: CMA/SCS)

Спутник Haiyang (HY) для наблюдения за океаном

"Haiyang" - это группировка морских научных спутников дистанционного зондирования, разработанных Китайской академией космических технологий (CAST) и эксплуатируемых Национальной службой спутникового океанического применения, подчиненных Государственной океанической администрации. Космический аппарат использует трехосную стабилизированную платформу CAST968. Группировка спутников HY 1 [2002, 2007, 2018, 2020] - первые спутники Китая для исследования ресурсов океана (цвет океана и температура поверхности моря) и мониторинга окружающей среды. Группировка HY 2 [2011, 2018, 2020, 2021], является параллельной группировкой к HY 1. HY 2 отслеживает динамическую среду океана с помощью микроволновых датчиков. Он определяет поле ветра на поверхности моря, высоту поверхности моря и температуру поверхности моря. Спутники оснащены высотомером, рассеивателем и микроволновым тепловизором. Спутники HY 3, которые еще предстоит запустить, будут использоваться для мониторинга островов, прибрежных зон и морских целей для получения геодезической информации об океанах с помощью оптических, инфракрасных и микроволновых датчиков.

Морской научный спутник дистанционного зондирования Haiyang 1. (предоставлено: НАСА)

Спутник Haiyang 2 для исследования динамической среды океана. (предоставлено: CAST)

Спутник Huanjing (HJ) для мониторинга стихийных бедствий и окружающей среды

Китай планирует запустить в общей сложности 11 спутников Huanjing для мониторинга стихийных бедствий и окружающей среды. Спутники будут оснащены видимыми, инфракрасными и мультиспектральными датчиками, а также радаром с синтезированной апертурой (SAR). До сих пор было запущено пять спутников. Первые два оптических спутника, HJ 1A/B, были запущены одновременно в 2008 году на компланарную орбиту с фазированием 180 градусов. HJ 1C, запущенный в 2012 году, является первым гражданским китайским спутником дистанционного зондирования Земли, использующим радар с синтезированной апертурой - SAR. Этот S-диапазон SAR был изготовлен в России на НПО Машиностроения. В 2020 году были запущены HJ 2A/B, которые, вероятно, являются усовершенствованными спутниками, которые заменят HJ 1A/B.

Спутник Huanjing-1 для мониторинга стихийных бедствий и окружающей среды. (предоставлено: CAST)

Спутник Ziyuan /CBERS (ZY) для наблюдения за земными ресурсами

Программа Ziyuan I/CBERS включала план 1970-х годов по развитию бразильской и китайской экономик посредством крупных проектов, способствующих использованию космоса. Спутники Ziyuan I/CBERS были разработаны для глобального мониторинга и включают в себя оптические камеры и систему сбора данных об окружающей среде. Они совместно управляются КНР и Бразилией. С 1999 по 2019 год было выполнено четыре успешных полета CBERS; были запущены еще три миссии ZY, в которых Китай не сотрудничал с Бразилией.

Ziyuan II был заявлен как гражданская система наблюдения Земли, но получил военное кодовое название " Jianbing -3" и стал первым китайским военным цифровым спутником дистанционного зондирования Земли высокого разрешения [2000]. Сообщается, что спутники этой серии используются для мониторинга.

Ziyuan III - первая в Китае гражданская стереоскопическая программа наблюдения за Землей с высоким разрешением, цель которой заключается в создании крупномасштабных трехмерных карт и "обеспечении соответствующих параметров для мониторинга окружающей среды, управления ресурсами, реагирования на стихийные бедствия, городского планирования и национальной безопасности".

CBERS-4 или спутник Ziyuan I-04 для наблюдения за земными ресурсами. (предоставлено: INPE)

Спутник Ziyuan II для наблюдения за земными ресурсами. (предоставлено: CAST)

Китайская система наблюдения за Землей с высоким разрешением (CHEOS)

В 2006 году программа CHEOS быа запущена в качестве одного из шестнадцати крупных национальных научно-технических проектов. Предлагалось создать систему наблюдения за Землей с высоким разрешением на основе спутников, стратосферных дирижаблей и самолетов. Планировалось построение и развитие наземных систем приема и обработки информации. Сочетание этих мер должно было обеспечить возможность всепогодного, постоянного и мирового наблюдения за Землей. Следовательно, спутники CHEOS должны были обладать возможностями множественного наблюдения для обеспечения высокого пространственного, временного и спектрального разрешения. Спутники Gaofen были запущены в 2013 года для создания спутниковой группировки CHEOS.

Спутник наблюдения за Землей Gaofen [высокого разрешения] (GF)

В рамках программы CHEOS с 2013 года было запущено более 25 спутников Gaofen. Эти спутники основаны на спутниковых шинах CAST. Из первых семи группировок GF известно, что на каждом спутнике часто используются разные датчики. Например, GF 1, 2, 4 и 6 имеют камеры высокого разрешения, а GF 3 оснащен SAR C-диапазона. GF 5 оснащен шестью датчиками, включая гиперспектральную камеру и камеру направленной поляризации. Дополнительная система лазерного высотомера на GF 7 позволяет проводить трехмерные исследования. Возможности разрешения и другая информация о спутниках Gaofen были опубликованы для группировки спутников Gaofen с меньшим номером. Информация о спутниках Gaofen с номером 8 и выше публично не публиковалась, что позволяет предположить, что спутники предназначены (частично) для целей национальной обороны.

Развернутый космический аппарат GF1. (предоставлено: www.cheos.org.cn )

Развернутый космический аппарат GF 1. (предоставлено: www.cheos.org.cn )

Спутники группировки Gaofen [SCS, 1 августа 2022 года]

Коммерческие спутники дистанционного зондирования



Серия коммерческих оптических спутников дистанционного зондирования земли Beijing

Спутники Beijing 1 [2005] и группировка спутников Beijing 2 [2015, 2018] были построены для Китая на коммерческой основе компанией Surrey Satellite (Великобритания). Примечательно, что мощности по обработке изображений Beijing 2 были на 100% арендованы сингапурской компанией 21АТ. Спутники Beijing 3 [2021, 2022] были построены Китайской корпорацией аэрокосмической науки и техники для получения спутниковых данных оптического дистанционного зондирования и информационных продуктов для мирового коммерческого рынка. Спутники Beijing 3 будут в основном использоваться для предоставления услуг дистанционного зондирования в областях управления земельными ресурсами, обследования сельскохозяйственных ресурсов, мониторинга окружающей среды и городских применений.

Коммерческий оптический спутник дистанционного зондирования Beijing -3. (предоставлено: China-Arms.com )

Группировка спутников Jilin-1

Jilin-1 - первая в Китае коммерческая спутниковая система дистанционного зондирования собственной разработки, эксплуатируемая корпорацией спутниковых технологий Chang Guang Satellite Technology Corporation (CGSTC). Спутниковая группировка Jilin-1 является основным проектом и в конечном итоге будет состоять из 138 спутников дистанционного зондирования, включая спутники с высоким разрешением, большую ширину полосы съемки, видео и мультиспектральность. По состоянию на начало сентября 2022 CGSTC успешно запустила в космос 73 спутника Jilin-1. Завершенная группировка Jilin-1 сможет выполнять повторную съмку любой точки на Земле от 15 до 17 раз в день, с возможностью обновления мировой карты каждый год и национальной карты пять раз в год. Спутники могут предоставлять "высококачественную информацию дистанционного зондирования и продуктовые услуги для сельскохозяйственного и лесного производства, мониторинга окружающей среды, "умного города", географического картографирования, землеустройства и других областей".

Спутники дистанционного зондирования Земли 1-го поколения Jilin-1. (предоставлено: CGSTC/SCS)

Первое поколение спутников Jilin-1 было выведено на орбиту в 2015 году, второе поколение - в 2019 году. Партия из восьми спутников Jilin-1 (один широкополосный 01C и семь космических аппаратов Jilin-1 Gaofen 03D) была выведена на орбиту 5 мая 2022 года. Широкополосный спутник 01C представляет собой 230-килограммовый космический аппарат с возможностью видеосъемки с высоким разрешением. Полезная нагрузка обеспечивает оптическое разрешение 0,5 метра, а также мультиспектральную возможность с разрешением 2 метра. Семь 40-килограммовых спутников Jilin-1 Gaofen 03D для съемки с высоким разрешением в этом запуске обеспечивают оптические возможности с разрешением лучше 0,75 метра, а также мультиспектральные возможности с разрешением 2 метра. Последняя партия, 10 августа 2022 года, состояла из 16 спутников для получения изображений Jilin-1: десять из группировки оптических спутников с высоким разрешением Jilin-1 Gaofen и первые шесть из группировки спутников с возможностью получения инфракрасных изображений Jilin-1 Hongwai A.

Спутники дистанционного зондирования Земли 2-го поколения Jilin-1. (предоставлено: CGSTC/SCS)

Исчерпывающую информацию о спутниках Jilin-1 можно получить на веб-сайте CGSTC.