Космическая деятельность в Украине
План
Введение
. Космическая отрасль Украины
. Основные задачи космического обеспечения Украины
. Развитие наземной космической инфраструктуры Украины
. Система навигационо - временного обеспечения Украины
Заключение
Список используемых источников
космическая навигационная наземная
Введение
Идея создания спутниковой навигации родилась ещё в 50-е годы. В тот момент, когда СССР был запущен первый искусственный спутник Земли, американские учёные во главе с Ричардом Кершнером, наблюдали сигнал, исходящий от советского спутника и обнаружили, что благодаря эффекту Доплера частота принимаемого сигнала увеличивается при приближении спутника и уменьшается при его отдалении. Суть открытия заключалась в том, что если Вы точно знаете свои координаты на Земле, то становится возможным измерить положение спутника, и наоборот, точно зная положение спутника, можно определить собственные координаты.
Реализована эта идея была через 20 лет. Первый тестовый спутник выведен на орбиту 14 июля 1974 г. США, а последний из всех 24 спутников, необходимых для полного покрытия земной поверхности, был выведен на орбиту в 1993 г., таким образом Глобальная система позиционирования или сокращённо GPS встала на вооружение. Стало возможным использовать GPS для точного наведения ракет на неподвижные, а затем и на подвижные объекты в воздухе и на земле. Также с помощью системы вмонтированной в спутники стало реально определять мощные ядерные заряды, находящиеся на поверхности планеты. Первоначально GPS - глобальная система позиционирования, разрабатывалась как чисто военный проект. Но после того, как в 1983 г. был сбит вторгшийся в воздушное пространство Советского Союза самолёт Корейских Авиалиний с 269 пассажирами на борту, президент США Рональд Рейган разрешил частичное использование системы навигации для гражданских целей. Но точность была уменьшена специальным алгоритмом. Затем появилась информация о том, что некоторые компании расшифровали алгоритм уменьшения точности и с успехом компенсируют эту составляющую ошибки, и в 2000 г. это загрубление точности было отменено указом президента США.
1. Космическая отрасль Украины
Ни в одной отрасли нашей промышленности нет такой концентрации интеллектуального и научно-технического потенциала, как в структурах, работающих под эгидой Национального космического агентства Украины. Достаточно сказать, что из 22 важнейших космических технологий, известных в мире, Украина владеет 17-ю.
Развитие наземной инфраструктуры навигационных и специальных информационных систем предусматривает создание и введение в действие системы космического навигационно-временного обеспечения Украины, разработку аппаратуры и технологий оперативного информационного обеспечения безопасности подвижных и отдаленных стационарных объектов с помощью космических систем навигации и связи, создание и введение в эксплуатацию автоматизированной системы сбора и обработки геофизической информации, контроль и анализ космической обстановки, баллистическое обеспечение полетов космических аппаратов.
Результаты проведенных в 2003-2004 г.г. работ дают возможность формирования на территории Украины навигационного поля с характеристиками, необходимыми для эффективного решения ряда практических задач. Проведенные модернизация и дооснащение комплексов и систем СКАКО (систем контроля и анализа космической обстановки) обеспечат выполнение задач специального информационного обеспечения.
В настоящим момент система состоит из 9 станций (8 от НКАУ и 1 - Киев- от Национального авиационного университета), из них: 6 оборудрваны L1+L2 GPS+ГЛОНАСС приемниками и 3 - L1+L2 GPS приемниками. Станции постоянно накапливают "сырые" GNSS измерения с темпом 1 раз в секунду, формируют и распространяют локальные DGPS/RTK коррекции посредством NTRIP протокола через сеть Интернет. Кроме того, в Харькове на базе АО НИИРИ развернут постояннодействующий макет центра сбора и обработки информации, который контролирует качество измерительной сети, а также рассчитывает и распространяет широкозонные дифференциальные коррекции для всей территории Украины.
Станции сети:
KHRS:
г.Харьков, ОАО «АО НИИРИ»
DNRS:
г. Дунаевцы, ЦПОСИ и КНП
Приемник NovAtel ProPak-G2-L1L2, антенна NovAtel GPS-702 - основной +L2 GPS
Приемник Ashtech Z18 - резервный GPS+GLONАSS
EVRS:
г. Евпатория, НЦУИКС
ПРиемник NovAtel МРС, антенна NovAtel GPS-702 +L2 GPS
CHRS:
г.Чернигов
Приемник NovAtel ProPak-V3-L1L2-G, антенна NovAtel GPS-702GG +L2 GPS+GLONASS
FDRS:
г. Феодосия, ГНИЦ ВСУ
Приемник NovAtel ProPak-V3-L1L2-G,, антенна NovAtel GPS-702GG +L2 GPS+GLONASS
JVRS:
г. Яворив
Приемник NovAtel ProPak-V3-L1L2-G,, антенна NovAtel GPS-702GG +L2 GPS+GLONASS
MКRS:
г. Мукачево, ЗЦРН НЦУИКС
Приемник NovAtel ProPak-V3-L1L2-G,, антенна NovAtel GPS-702GG +L2 GPS+GLONASS
LGRS:
Приемник NovAtel ProPak-V3-L1L2-G,, антенна NovAtel GPS-702GG +L2 GPS+GLONASS
KVRS:
г. Киев , Национальный авиационный университет
Приемник NovAtel DL-V3-L1L2-G,, антенна NovAtel GPS-702GG +L2 GPS+GLONASS
2.Основные задачи космического обеспечения Украины
Спутниковая система навигации - комплексная электронно-техническая система, состоящая из совокупности наземного и космического оборудования, предназначенная для определения местоположения (географических координат и высоты), а также параметров движения (скорости и направления движения и т.д.) для наземных, водных и воздушных объектов.
Повышение эффективности работы национальной космической отрасли осуществлялось за счет развития технических средств, проведения научных космических исследований, развития космических технологий, космической деятельности в интересах обороны и безопасности, использования космических технологий для выпуска высокотехнологической гражданской продукции.
Наиболее значимой была Общегосударственная (Национальная) космическая программа. В течение 2004 года по контрактам с НКАУ выполнялись 48 научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.
Средства выведения (ракеты-носители) - основа космического потенциала Украины, которая является одной из семи стран мира, которые регулярно осуществляющие запуски ракет-носителей. Обеспечено сохранение и дальнейшее развитие производства существующих ракет-носителей (Зенит, Циклон, Днепр), увеличение части продукции Украины на мировом рынке транспортных космических услуг. В 2004 году было выполнено 7 пусков ракет-носителей украинского производства и выведены 15 космических аппаратов. 1 марта 2005 года осуществлен успешный запуск КА XM - Radio-3 (CША) ракетой-носителем Зенит-3SL.
Основным проектом для космической отрасли Украины было создание Украиной и Бразилией ракетного космического комплекса Циклон-4.
Второй важной составляющей космического потенциала страны является создание космических аппаратов с использованием новейших технологий.
Важным этапом в этом плане был запуск 24 декабря 2004 года Сич-1М и Микроспутник при помощи отечественной ракеты-носителя Циклон-3.
Космический аппарат малого класса Микроспутник отправлен в космос в качестве попутной нагрузки КА Сич-1М.
Космический аппарат Сич-1М предназначен для получения информации наблюдения Земли из космоса в оптическом, инфракрасном и сверхвысоких частотных диапазонах. В состав бортовой аппаратуры наблюдения Земли КА Сич-1М входит украинская, российская аппаратура и аппаратура совместной разработки и производства.
Запуск космических аппаратов Сич-1М и "Микроспутник решает 4 основные задачи:
выполнение программы дистанционного зондирования Земли аппаратурой КА Сич-1М;
испытание и отработка нового для нашей отрасли конструктивно-технического и технологического подхода при создании микроспутника "МС-1ТК, подтверждение правильности принятых решений;
проведение научных экспериментов проекта „Вариант - первого международного космического эксперимента, который проводится в международной кооперации при участии институтов Украины, России, Польши, Франции и Великобритании;
проведение государственных испытаний и отработка нового наземного комплекса управления и информационного комплекса в составе:
универсальной наземной станции приема информации в городе Дунаевцы;
системы контроля и анализа космической обстановки;
новых станций приема информации с космических аппаратов.
Космические аппараты были выведены на эллиптическую орбиту с параметрами 647-284 км. Применение выносного измерительного пункта, средств системы контроля космического пространства позволило зафиксировать отделение КА Сич-1М от ракеты-носителя и обеспечить сопровождение его на орбите наземным комплексом управления.
Главная задача проекта - эффективно использовать весь отведенный срок активного существования аппаратов и выполнить программы летных испытаний космических аппаратов.
Технологии, отрабатывающиеся на КА Микроспутник, положены в основу создания космических аппаратов нового поколения. На нем сейчас идет отработка совместной командно-телеметрической радиолинии - станции СКТРЛ.
Создана наземная инфраструктура для обеспечения управления космическими аппаратами и получения специальной информации с них, которая является основой для последующего поколения украинских спутников. Созданные системы контроля и анализа космической обстановки, баллистического обеспечения полетов космических аппаратов, средства соединения системы с радиотехническими узлами в городах Мукачево и Севастополь показали свою высокую эффективность.
Координацию выполнения работ по обеспечению проведения испытаний на эллиптической орбите и эксплуатации космических аппаратов осуществляет Государственная комиссия по вопросам подготовки и проведения запуска и испытаний, обеспечения эксплуатации космических аппаратов "Сич-1М" и Микроспутник. Работа Государственной комиссии осуществляется в рамках Совместной украинско-российской комиссии.
Большое значение имеет первый международный научный эксперимент «Вариант» возглавляемый украинскими учеными, который предназначен для спутникового и наземного мониторинга ионосферы, поиска ионосферных информационных признаков для прогноза аномальных явлений в атмосфере и литосфере. Для этого обеспечена соответствующая наземная поддержка эксперимента на национальном уровне: создан центр приема, обработки и архивации данных в Институте космических исследований НАНУ-НКАУ, установлено соответствующее оборудование на украинской антарктической станции Академик Вернадский и на полигоне Харьковского Радиоастрономического института НАНУ.
Важным приоритетом космической деятельности Украины являются космические научные исследования. Тут преимущество отдается тем проектам, которые соответствуют современному уровню космических исследований, предусматривают международное сотрудничество, содействуют разработке уникальных приборов и методик, объединяют научный и ракетно-космический потенциал Украины.
Продолжалась разработка комплекса аппаратуры для оснащения антенных средств Национального центра управления и испытаний космических средств НКАУ и проведение наземно-космических радиоастрономических исследований, в том числе по международным проектам, в частности проекта Радиоастрон (запуск был 2007 году).
Продолжались работы по обеспечению реализации Долгосрочной программы совместных украинско-российских научных исследований и технологических экспериментов на российском сегменте МКС. Ожидается, что первые 2 эксперимента будут осуществлены в конце этого года.
Пытаясь заглянуть в ближайшее будущее, в январе 2004 года НКАУ объявило конкурс проектов по созданию Украинского молодежного спутника - УМС-1. В течение года были проведены 3 молодежных конференции, где рассматривались 19 предложений и были определены победители. В настоящее время уже разработано ТЗ на эскизный проект, сетевой график создания УМС-1. Эти работы продолжаются и в 2005 году.
3.Развитие наземной космической инфраструктуры
Важной составляющей наземной космической инфраструктуры Украины является система контроля и анализа космической обстановки. В состав Системы контроля и анализа космической обстановки входят Центр контроля космического пространства и кванто-оптические средства наблюдений НКАУ в Евпатории и Дунаевцах, а также Николаевская, Ужгородская и Одесская астрономические обсерватории Минобразования Украины. В качестве основных источников информации используются отдельные радиотехнические узлы Минобороны Украины в Мукачеве и Севастополе. В настоящее время по планам сокращения Вооруженных Сил Украины и с целью оптимизации затрат на содержание упомянутых отдельных радиотехнических узлов отрабатывается постановление Кабинета Министров Украины об их передаче в НКАУ.
4.Система космического навигационно-временного обеспечения Украины
Недавно созданы Центр контроля навигационного поля и сеть региональных пунктов (Дунаевцы, Харьков, Евпатория), которая и в дальнейшем развивается и будет соединена с другими наблюдательными сетями в Украине и в соседних европейских странах.
Наземный комплекс управления состоит из: Центра управления полетами (г. Евпатория) и командно-измерительных средств (Дунаевцы и Евпатория).
С 1995 года наземный комплекс управления использовался для управления космическими аппаратами «Сич-1», «Океан-О», сейчас осуществляет управление КА «Сич-1М» и «Микроспутником». Идет подготовка к управлению КА МС-2-8, который создается во исполнение О(Н)КПУ, также планируется задействовать НКУ для управления египетским КА Egypsat. В рамках работ по подготовке к запуску КА «Сич-1М» и «Микроспутника» создан экспериментальный образец Главного информационного зала Национального центра и проведено соединение его с Системой контроля и анализа космической обстановки (СКАКО), НКУ и наземно-информационным комплексом КА "Сич-1М" и «Микроспутника». Это позволило обеспечить визуализацию запуска и полета КА "Сич-1М" и «Микроспутника».
Успешная эксплуатация космических аппаратов дистанционного зондирования Земли невозможна без создания современной инфраструктуры приема, обработки, сохранения и распространения данных пользователям космических снимков. Именно эти задачи выполняет наземный информационный комплекс, основу которого составляет Центр приема и обработки специальной информации (г. Дунаевцы, Хмельницкой обл.).
За время своего существования НКАУ создало средства, которые ведут прием информации во всех частотных диапазонах как с отечественных, так и с иностранных КА ДЗЗ. В настоящее время средства НИК принимают информацию как с иностранных космических аппаратов NOAA, Meteosat, Terra, Метеор-3М, так и с отечественных КА «Сич-1М», Микроспутника и будущего МС-2-8.
Также ведутся работы по созданию современного архива космических снимков, с возможностью поиска и заказа снимков через сеть Internet. Создан современный программно-технический комплекс обработки аэрокосмических данных, который позволяет осуществлять тематическую обработку космических снимков в интересах решения народнохозяйственных задач и задач национальной безопасности и обороны.
Заключение
За 20 лет независимости и напряженной работы предприятий украинской космической отрасли обеспечено около 100 пусков ракет-носителей и выведены в космос более 180 космических аппаратов по заказу 10 стран мира.
Украина стала известна на мировом рынке своей космической продукцией: ракетами-носителями «Зенит», «Циклон», «Днепр»; космическими аппаратами «Сич», аппаратурой систем управления для космических комплексов «Союз», контрольно-корректирующими станциями для глобальных навигационных спутниковых систем, сетью наблюдений геофизических явлений в земной коре.
Ведущие предприятия отрасли принимают участие в реализации 50 международных космических проектов, наиболее значимые из которых являются: «Морской старт», «Днепр», «Циклон-4», «Вега», «Спектр», «Галилео». Заключены соглашения о сотрудничестве со многими странами мира : Россией, США, Бразилией, Китаем, Индией, странами Европейского Союза.
Сегодня космическая отрасль стала одной из ключевых отраслей национальной экономики, а космическая деятельность Украины является составной частью международных усилий по исследованию и использованию космического пространства.
Список используемых источников
1.Липкин И.А. Спутниковые навигационные системы. М.: Вузовская книга, 2001.
2.Радиотехнические системы. Под ред. Казаринова Ю.М. М.: Высшая школа, 1990.
.Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. М.: Эко-Трендз, 2000.
.Навигация. Учебник для вузов.- 3-е издание, переработанное и дополненное./ Ю. К.
.Баранов, М. И. Гаврюк, В. А. Логиновский, Ю. А. Песков.- СПб.: Издательство«Лань», 1997.- 512 с.
.Сетевые спутниковые радионавигационные системы/ Под ред. В. С. Шебшаевича. - М.: Радио и связь, 1982. - 272 с.