VOX POPULI Григорий Беденко 14 мая, 2015 14:00

Космический флэшмоб

Космический флэшмоб
Фото: Григорий Беденко
Чуть более года назад, 30-го апреля 2014 года в истории нашей страны произошло весьма знаменательное событие – Казахстан обзавелся собственной системой космического дистанционного зондирования Земли.

С космодрома Куру, Европейского космического агентства, расположенного во Французской Гвиане на орбиту был запущен спутник KazEOSat-1. Аппарат, обладающий практически рекордным для спутников такого уровня пространственным разрешением – 1 метр на пиксель, разработал для нашей страны французский аэрокосмический концерн Airbus Defence and Space, который ранее назывался EADS Astrium. Уже в июне 2014-го на орбиту отправился второй спутник ДЗЗ среднего пространственного разрешения KazEOSat-2. Его построил субподрядчик Airbus Defence and Space, британская компания Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL). Уже сегодня можно подвести первые итоги работы казахстанской космической группировки ДЗЗ, и с этой целью журналист, фотограф и блогер Григорий Беденко отправился в Астану, где в специально построенном центре ведется работа с нашими спутниками.

Сегодня главным оператором проекта казахстанской космической системы ДЗЗ является национальная компания «Казахстан Гарыш Сапары». Ее футуристическое на вид здание главного офиса находится на левобережной окраине Астаны, пока еще в значительной удаленности от центра города.

Вот такой вид открывается с крыши здания на новую часть казахстанской столицы, которая де-факто представляет собой гигантскую строительную площадку в голой степи.

8-го мая более сотни сотрудников национальной компании очень впечатляюще отметили первый год работы на орбите спутника KazEOSat-1.

На газоне перед главным офисным зданием они выстроились в огромную единицу, символизирующую 1-й год полета спутника. Всех по возможности попросили надеть светлую одежду и фирменные белые кепки. Это было необходимо для лучшего отражения солнечного света.

А вот так «единичку» из людей увидел KazEOsat-1. Это практически необработанный снимок в видимом диапазоне. Спутник вошел в зону радиовидимости наземного центра, граница которой находится в районе полуострова Таймыр, примерно в 12.00, и уже через несколько минут «висел» над Астаной. Повезло с погодой – на небе были лишь редкие кучевые облака.

А это уже полноразмерный снимок. Вот такую зону захватили сенсоры аппарата. К сожалению, возможности нашего сайта не позволяют прочувствовать детализацию изображения. В исходном варианте оно настолько большое, что можно делать билборд и вывешивать его где-нибудь на улице.

А вот и сам аппарат, незадолго до запуска проходит предстартовые испытания на космодроме Куру (снимок предоставлен ESA).

Запуск спутника 30-го апреля 2014 года с помощью европейской ракеты легкого класса VEGA.



А это уже KazEOSat-2, разработанный компанией SSTL, перед запуском. Аппарат размещен справа от аналогичных спутников в головной части ракетоносителя.

Запуск был произведен в ночь с 20-го на 21-е июня 2014 года из позиционного района российской Домбаровской дивизии РВСН, расположенного в поселке Ясный Оренбургской области. Спутники вывела на орбиту конверсионная баллистическая ракета РС-20 «Днепр».





Параллельно с подготовкой к запуску спутников, в Астане по контракту с французской стороной была создана достаточно серьезная наземная инфраструктура. Она включает в себя наземный комплекс управления космическими аппаратами, наземный целевой комплекс и антенные системы.

Антенные системы представляют собой два автономных комплекса для полного контроля телеметрии, выдачи команд на спутники и приема информации, которые те передают на землю.

Антенна спутника KazEOSat-1 на вершине трехэтажной башни в специальном шарообразном корпусе, сделанном из радиопрозрачного материала. Он защищает устройство от атмосферных возмущений, осадков и солнечного света.

Купол антенной системы KazEOSat-2 выполнен в форме геометрической фигуры икосаэдр. Такая форма улучшает электромагнитный фон в районе антенны.

Антенна спутника KazEOSat-2.

В момент нашего посещения центра настройкой оборудования занимались британские специалисты из компании SSTL.

Cтоль мощные и современные антенные системы позволяют контролировать спутниковую группировку практически во время всего периода ее нахождения в зоне радиовидимости. А это огромная часть территории Евразии.

Антенны находятся на значительном удалении от наземного комплекса управления, чтобы не подвергать персонал излишнему облучению.

Помещение наземного комплекса управления спутником КаzEOSat-1. Все очень просто и вместе с тем высокотехнологично.

С августа 2014 года управление cпутником полностью перешло к казахстанским специалистам.

Непосредственный контроль над аппаратом осуществляет Марат Асанов, главный инженер центра космических систем.

Оба спутника движутся по так называемым солнечно-синхронным орбитам. Это когда аппарат летит от одного полюса планеты к другому, и всегда находится на освещенной стороне Земли.

Зона радиовидимости спутника KazEOSat-1, как уже было сказано выше, распространяется на огромную территорию континента – от полуострова Таймыр, и почти до северной Индии.

В общей сложности спутник совершает 15 витков в сутки. В зоне радиовидимости с ним проводятся три дневных и три ночных сеанса. Один сеанс связи продолжается 10-12 минут. За это время на спутник передается пакет программных команд, а также сбрасывается накопленная аппаратом информация.

Марат Асанов, главный инженер центра космических систем: 

– Основных задач у нас четыре. Необходимо постоянно отслеживать местоположение спутника, его состояние, а также определять порядок управляющих команд, и собственно, формировать сами команды. Для контроля параметров и расчета орбиты у нас есть баллистический отдел. Также на баллистиков возложены задачи по расчету орбитальных маневров. На спутнике есть двигатели корректировки орбиты, работающие на двухкомпонентном топливе (гидразине). Но, конечно же, самая главная задача – это очень точный расчет орбиты, чтобы провести нужную съемку земных ландшафтов.

Отображение орбиты спутника на контрольном мониторе. Пролетаем над Антарктидой!

Любопытные детали: геопривязка орбиты спутника, который вращается над Землей на высоте 700 километров, составляет всего 15 метров. При отклонении до 150-ти метров проводится корректировка орбиты. Это происходит примерно 1 раз в два месяца. На движение аппарата влияет даже солнечная активность. Контроль технических параметров ежедневный, принимается соответствующая телеметрия. KazEOSat-1 cам делает измерения и накапливает статистику GPS для упрощения процесса расчета орбиты. В общей сложности группа по управлению спутника состоит из 8-10-ти человек: 3 человека из отдела управления (они работают с заказчиками, чтобы определить нужные параметры съемки); 3 человека занимаются аппаратно-программным обеспечением; 2 – баллистикой.

Пространственное разрешение спутника KazEOSat-1 cоставляет 1 метр, съемка производится в панхроматическом и мультиспектральном режимах. Аппарат единовременно снимает территорию 20 на 20 км. Периодичность съемки от 3-х до 5-ти дней. Производительность – 220 тыс. квадратных километров в сутки.

Управление спутником KazEOSat-2 производится из другого помещения. Здесь все значительно проще.

Мурат Сагиндыков, начальник наземного комплекса управления спутником KazEOSat-2:

– Угол наклона орбиты нашего аппарата составляет 98 градусов. И за 98 минут он делает полный оборот вокруг Земли. В сутки получается 14-15 оборотов. Из них 5-6 раз спутник находится в зоне радиовидимости нашей антенны. Для ориентации спутника в пространстве служат так называемые "маховики". Это система гироскопов, которые фиксируют положения аппарата относительно каких-либо статичных объектов. А уже для коррекции орбиты применяется ионный двигатель, работающий на ксеноне. Орбиту поднимаем примерно один раз в месяц. Уже был случай, когда мы уклонялись от космического мусора. На этой высоте (600-800 км.) его очень много.

Любопытные детали: менее чем за год полета ионный двигатель KazEOSat-2 израсходовал всего 100 граммов ксенона для корректировки орбиты. Общий запас газа в баках аппарата составляет 12 кг. Для одного маневра в целях коррекции необходимо 45 граммов ксенона.

Бахытгуль Ахметова, инженер-оператор по управлению спутником KazEOSat-2:

– Зона нашей радиовидимости составляет 3 на 4 тысячи квадратных километров. Сопровождение аппарата начинается, когда он находится всего лишь в 5-ти градусах над горизонтом. Ориентация антенны производится автоматизированным комплексом. Пространственное разрешение KazEOSat-2 составляет 6,5 метров на пиксель. Режим съемки мультиспектральный. Размер сцены 77 на 77 километров. Периодичность съемки от 3-х до 5-ти дней. Производительность – 1 млн. квадратных километров в сутки.

Снимки, полученные со спутников, поступают в группу фотограмметрической обработки. В отдел приходят исходные данные. Вначале проводится первичная обработка – распаковка, декодирование. Первичный продукт получает код L-1 A.

Далее проводится геометрическая коррекция изображения. Устраняются искажения, вызванные неточностью геопривязки, кривизной Земли, рельефа. Устраняется также дисторсия – оптические искажения. Весь софт для этой сложной обработки разработан французскими производителями.

В результате специалисты получают 3 типа продуктов: L-3, ортотрансформированное изображение. Это когда мы видим объекты на снимки в вертикальной плоскости. Для этого производится соответствующая ориентация каждого пикселя; L-4 представляющий собой цифровую модель местности, или рельефа; L-5, сшитая мозаика. Как результат, получается единое цельное изображение, которое имеет самый широкий спектр применения, в частности, при мониторинге территорий, или картографировании.

28-летний Аян Базылбеков, ведущий инженер и руководитель группы. Заканчивал КазНТУ им.Сатпаева по специальности «инженер-аэрофотогеодезист». Стажировался в Тулузе в числе группы казахстанских специалистов.

Аян Базылбеков, руководитель группы фотограмметрической обработки:

– Cпутник KazEOSat-1 работает в двух диапазонах: видимый диапазон RGB (длина волны от 400 до 790 нанометров) и в ближнем инфракрасном диапазоне NIR (near infra red). KazEosat-2, соответственно, в RGB, и в крайне красном диапазоне Red Edge. Эти каналы нужны для ведения съемки в ночное и дневное время. Главный заказчик – министерство обороны. Комбинация крайнего красного и ближнего инфракрасного каналов позволяет также выявлять очаги пожаров на раннем этапе (заказчик МЧС). Также комбинация каналов позволяет производить расчеты вегетационных стрессов. Можно выявить, какой участок ландшафта наиболее уязвим с точки зрения ущерба для растительного покрова. Таким образом, наша информация позволяет проводить эффективный мониторинг состояния окружающей среды, например в Прикаспийском регионе, а также наблюдать последствия изменения климата. Здесь у нас потенциальные заказчики – экологи и аграрии.

Вся исходная и обработанная информация со спутников хранится на специальном сервере. В помещении особый микроклимат и всегда постоянная температура +19 градусов Цельсия.

За космический архив отвечает 32-летний специалист Берик Рахимжанов. Закончил Евразийский университет по специальности «география».

Информация поступает на сервер и обрабатывается в течение 2-х часов. После чего, данные записываются на специальные магнитные носители для постоянного хранения. Также, на сервере есть массив оперативной памяти, в котором снимки хранятся до определенного периода. В день на сервер поступает до 12 терабайтов данных. Один магнитный носитель рассчитан на 1,5 терабайта.

Берик Рахимжанов, и.о. начальника управления НЦК ЦКС ДЗЗ:

– За год мы накопили уже 60 терабайтов готовой продукции. В принципе, есть все предпосылки для создания Национального архива космических снимков. Такие архивы на сегодня есть только у США, Евросоюза, Японии и России. Преимущество собственного архива в том, что мы можем обмениваться спутниковыми снимками с другими банками данных. Казахстан сейчас входит в очень узкий круг государств, обладающих подобными технологиями. Впрочем, не все готовы свободно обмениваться информацией. К примеру, в России собственный архив является абсолютно закрытым.

 

Ерболсын Нурсеитов, вице-президент национальной компании «Казахстан Гарыш Сапары».

Ерболсын Нурсеитов, вице-президент национальной компании «Казахстан Гарыш Сапары»:

– Основными потребителями нашей спутниковой информации сегодня являются МЧС, минсельхоз, КНБ, министерство обороны. Очень оперативно наши специалисты отработали по мониторингу паводков на севере страны. Снимки мы сейчас передаем бесплатно, в тестовом режиме. К примеру, министерству обороны передали изображения 1-го миллиона квадратных километров территории. Примерная стоимость такого пакета – 1 млрд. тенге. Мы ориентируемся пока на государственные органы, которые являются потенциальными заказчиками таких съемок. Это местные исполнительные органы, профильные предприятия и т.д. Из конкретных поступивших предложений можно отметить предложение комитета по водным ресурсам, который хочет сделать трехмерную модель прогнозов паводков. Министерство сельского хозяйства просит обеспечить мониторинг посевных площадей. Это прогноз вегетации и расчет урожайности. Серьезная работа предполагается по обновлению государственного Земельного кадастра. Работать будем также с геологами по мониторингу недропользования и поиску полезных ископаемых. КНБ заказал мониторинг территорий, где встречаются наркосодержащие растения. Словом, спектр применения нашей спутниковой группировки – самый широкий!

В числе перспективных проектов национальной компании – создание сборочно-испытательного комплекса космических аппаратов (СБИК КА) и специального конструкторско-технологического бюро космической техники с опытным производством (СКТБ КТ и ОП). Пока строительство этих объектов, которые планируется создать совместно с французской стороной приостановлено по ряду причин. По словам Ерболсына Нурсеитова, главное требование – довести казахстанскую составляющую до 50%.

Предполагается, что со временем космический центр в Казахстане вырастет до полноценного отечественного производства.

Уже в следующем году предполагается запустить на орбиту новый казахстанский спутник, полностью спроектированный нашими специалистами. Он будет называться STSAT. Cейчас работы по этому проекту проводятся в британском городе Гилфорде на базе компании SSTL. В перспективе запуск радарного спутника KazSAR.

Мурат Нургужин, и.о. президента национальной компании «Казахстан Гарыш Сапары».

– Сейчас главная наша задача – привлечь потребителей информации по национальной системе ДЗЗ. Работаем с местными акиматами. Планируем создать карту Астаны с масштабом 1:10000. Сделали предложения в ЮКО по мониторингу орошаемых земель, в Атыраускую область – по биоресурсам дельты Урала и прибрежных районов Каспия. Уже создана межведомственная группа для привлечения потребителей. По нашим подсчетам, рынок космических снимков в Казахстане оценивается в 10 млрд. тенге. В настоящее время правительство рассматривает альтернативный вариант распространения такой информации на 17-18 годы. Это будет государственное финансирование нашей компании, снимки же мы будем раздавать потребителям бесплатно. Что касается работы на экспорт, то уже есть договоренность с международной компанией СКАНЭКС, которая работает на рынках России, Беларуси, Украины и Киргизии. Надо учитывать тот факт, что 80% снимков наши спутники способны делать за пределами РК. Что касается дальнего зарубежья, то поставлять туда информацию мы можем через наших французских партнеров в соответствии с дистрибьюторским контрактом. По KazEOSat-2 мы интегрированы в международную группировку BlackBridge.

Говоря о работе наших специалистов в области спутниковых технологий необходимо упомянуть и о еще одном весьма перспективном проекте национальной компании – создании системы высокоточной спутниковой навигации РК.

Амангельды Айнакулов, главный инженер Центра системы высокоточной спутниковой навигации РК:

– На территории Республики нами установлены 60 дифференциальных станций, которые интегрированы с системами NAVSTAR и ГЛОНАСС. С GPS работают 12 станций, с ГЛОНАСС – 10. Система позволяет получать в сфере позиционирования сантиметровую точность. Для сравнения, рядовые потребители, к примеру, на своих автомобильных системах или в смартфонах получают точность в пределах 5-6 метров. Наши пользователи – геодезисты, строители, геологи. Всего, около 200 государственных и частных компаний. Есть станция и в Баутино, на Каспии, для морских судов. Для калибровки мы также используем две мобильные дифференциальные станции (МДС), размещенные на автомобилях.

Новой перспективной тематикой для отечественных специалистов станет высокоточный спутниковый мониторинг местоположения морских судов, а также измерение положения пространственно-протяженных объектов.

И в завершении репортажа мы хотели бы представить вашему вниманию галерею снимков, сделанные нашими спутниками KazEOSat-1 и KazEOSat-2 в разных регионах Земли.

Астана, левый берег.

Египет. Асуанская плотина.

Дубай, искусственный остров.

Перу. Мачу-Пикчу.

Полинезия. Остров Мангарева.

Париж.

Саньтьяго.

Токио.

Вашингтон.

Алматы.

Алматинская область. Чарынский каньон.

Поделись
Григорий Беденко
Григорий Беденко
журналист, фоторепортер, блогер
КОММЕНТАРИИ ()
Осталось символов: 1000