В авангарде лазерных технологий

Космическая программа


Космическая программа

Взгляд на Землю из космоса

Первые запуски космических спутников вызвали большой интерес в научном сообществе. Теперь стало возможно наблюдать за нашей планетой из космоса и активно ее изучать.

Холдинг «Швабе» с первых лет реализации государственной ракетно-космической программы принимал активное участие в проектах дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). На различных отечественных космических аппаратах были установлены приборы АО «Научно-производственное объединение «Государственный институт прикладной оптики» (НПО ГИПО), АО «Государственный оптический институт им. С.И.Вавилова» (ГОИ им. С.И.Вавилова), ПАО «Красногорский завод им. С.А.Зверева» (КМЗ), АО «Лыткаринский завод оптического стекла» (ЛЗОС), АО «Московский завод «САПФИР» (МЗ «САПФИР») и АО «Новосибирский приборостроительный завод» (НПЗ). Многие уникальные разработки предприятий холдинга позволили совершить прорыв в области ДЗЗ. Примечательно, что некоторые космические проекты были успешно реализованы благодаря объединению усилий сразу несколько предприятий «Швабе».

Космическая фотография

В 1957 году в ГОИ им. С.И.Вавилова поступила задание от академиков М.В.Келдыша и С.П.Королева – разработать линейку линзовых и зеркальных объективов для космической фототехники. Фотографические аппараты для проекта доверили разработать другому предприятию Холдинга – КМЗ. Ученые организаций «Швабе» с поставленной задачей справились успешно.

Первая отечественная космическая фототехника появилась на орбите 26 апреля 1962 года на спутнике «Космос-4». Фотографические аппараты «Фтор-2» (КМЗ) были оснащены линзовым телеобъективом «Лениград-9» (ГОИ) и широкоугольным топографическим объективом «Орион-20» (ГОИ). На высоте полёта 250 км топографический аппарат обеспечивал суммарный захват на местности в 225 километров: расстояние от Барнаула до Новосибирска. Космическая фотосъемка в ближайшей перспективе позволила отечественным ученым создать более точные карты различных территорий Земли.

В середине 1970-х годов ГОИ также разработал комплект объективов ЗМТ-3 для многозональной четырехканальной съемочной камеры МК-4, обеспечивающей синхронную крупномасштабную и спектрозональную фотосъёмку поверхности Земли в видимом диапазоне спектра электромагнитного излучения. Данная фототехника применялась на космическом аппарате типа «Ресурс-Ф». С ее помощью были стерты «белые пятна» на картах Памира и Тянь-Шаня, дополнены и уточнены карты Чукотки, Новой Земли, Курильских островов, пустынь Средней Азии, приполярных районов Антарктиды.

Что мне снег, что мне зной…

Передача первого изображения Земли из космоса наглядно доказала возможность спутников наблюдать за погодой. 25 июня 1966 года состоялся запуск первого советского метеоспутника космической системы «Метеор». На протяжении 4 месяцев он исправно передавал на Землю изображения облачности, снежного покрова и ледяных полей на освещённой и теневой сторонах нашей планеты, а также измерял потоки уходящей радиации.

Для спутника «Метеор» НПЗ изготовил комплект актинометрической аппаратуры 36К1. Оборудование предприятия «Швабе» позволяло измерять излучение Земли и атмосферы, температуру нашей планеты и др. Данная информация позволила советским ученым выстраивать долгосрочные прогнозы погоды.

Комплект актинометрической аппаратуры 36К1, НПЗ
Рисунок 1. Комплект актинометрической аппаратуры 36К1, НПЗ

Всего в период с 1968 по 1981 годы были выведены на орбиту 31 спутник данной серии с аппаратурой НПЗ, из них 27 оперативного и 2 исследовательского назначения.

Следует также отметить активное участие другого предприятия «Швабе» – МЗ «САПФИР» в техническом оснащении космических аппаратов данной серии модульными мультиспектральными фотоприемниками ФР223М, ФР224М, ФД365М для многозонального сканирующего устройства малого разрешения МСУ-МР и фотоприемником для Фурье-спектрометра космического комплекса гидрометеорологического и океанографического мониторинга Земли.

ОБЪЕКТИВная история

В начале 1970-х годов руководство страны поручило ЛЗОС освоить производство крупногабаритных линзовых объективов для космической аппаратуры ДЗЗ. В кратчайшие сроки на предприятии «Швабе» была создана уникальная производственная и стендовая база для полного цикла производства новых приборов. В 1972 году завод создал первое изделие – объектив «Телегоир-12Б» для космических аппаратов «Зенит», разработанный ученым Государственного оптического института Д.С. Волосовым.

Спустя 5 лет специалисты ЛЗОС изготовили первый объектив собственной разработки «Рубин-77» для космического аппарата «Зенит». Он стал самым массовым прибором в истории ДЗЗ нашей страны: за все время было сделано около 300 изделий!

За 47 лет на заводе холдинга было выпущено около 800 объективов двенадцати типов, позволяющих осуществлять высокодетальную, топографическую или широкозахватную мультиспектральную съемку земной поверхности. В настоящее время оптикой, разработанной ГОИ, ЛЗОС и КМЗ, оснащены все российские космические аппараты для ДЗЗ серий «Арктика», «Метеор», «Ресурс», «Электро».

Переход на «цифру»

В 1981 году КМЗ создал первую отечественную оптико-электронную аппаратуру (ОЭА) «Жемчуг-20» для космических аппаратов ДЗЗ. Она позволила ученым получать цифровую видеоинформацию в темпе времени, близком к реальному.

За период с 1980 по 1995 годы было произведено 24 успешных запуска космических аппаратов ДЗЗ, оснащенных аппаратурой «Жемчуг-20». Новая разработка предприятия «Швабе» ознаменовала переход на «цифру». По сравнению с оптико-фотографическими системами ОЭА, не ограниченные запасом фотопленки, существенно повышали длительность эксплуатации космической техники и обеспечивали оперативную передачу съемочной информации по радиолинии.

Изучая планету

Техника предприятий «Швабе» позволила отечественным ученым открывать новые горизонты в исследовании Земли. Ярким примером здесь могут служить инновационные разработки ГИПО.

Вклад ГИПО в космические программы
Рисунок 2. Вклад ГИПО в космические программы

Так, космическая радиометрическая многоспектральная аппаратура высокого разрешения МСУ-В в составе космического аппарата «Океан – О» дала возможность специалистам получать исчерпывающую информацию о состоянии поверхности Мирового океана и ледовой обстановки в Арктике и Антарктике.

В 1984 году тепловизионная аппаратура высокого разрешения «Изумруд» в составе космического аппарата «Космос» позволила ученым впервые увидеть детальное ИК изображение поверхности Земли. А в 1988 году спутник «Метеор», оснащенный инфракрасным радиометром «Климат», сделал первые снимки приземной облачности нашей планеты из космоса.

Инфракрасный радиометр «Климат», ГИПО
Рисунок 3. Инфракрасный радиометр «Климат», ГИПО
Фотоснимки экосистемы Приаралья, полученные с помощью радиометрической аппаратуры «Климат»
Рисунок 4. Фотоснимки экосистемы Приаралья, полученные с помощью радиометрической аппаратуры «Климат»

Картографический комплекс

В 2005 году состоялся запуск малого космического аппарата «Монитор-Э». На его борту были установлены новые разработки КМЗ – цифровые съемочные камеры «Гамма-Л» и «Гамма-Ц». В космосе они играли роль первого специализированного картографического оптико-электронного комплекса.

Цифровая съемочная камера «Гамма-Л», КМЗ
Рисунок 5. Цифровая съемочная камера «Гамма-Л», КМЗ
Цифровая съемочная камера «Гамма-Ц», КМЗ
Рисунок 6. Цифровая съемочная камера «Гамма-Ц», КМЗ

Спутник «Монитор-Э» с высоты 540 км осуществлял оперативное наблюдение поверхности Земли в полосе захвата от 90 до 160 км с пространственным разрешением от 8 до 40 метров. Камера «Гамма-Л» позволяла во время полета вести панхроматическую съемку, а «Гамма-Ц» – в трех спектральных диапазонах.

Аппарат «Монитор-Э» проработал на орбите до 2011 года. За это время спутник, оснащенный камерами КМЗ, внес существенный вклад в развитие тематического картографирования в интересах лесного и сельского хозяйства, геологии, гидрологии, океанологии, экологического контроля и предупреждения чрезвычайных ситуаций.

***

В 2013 году состоялся запуск космического аппарата ДЗЗ «Ресурс-П», оснащенного самой высокотехнологичной продукцией предприятий «Швабе». Так, ОЭА «Геотон-Л1» (КМЗ), построенный на базе крупногабаритного линзового объектива «Актиний-4АГ» (разработка ГОИ, изготовленная ЛЗОС), обладает разрешением 0,85 м при полосе захвата 39 км и обеспечивает различные виды съемки поверхности Земли: объектовую, маршрутную и стереосъемку.

Оптико-электронная аппаратура «Геотон», КМЗ
Рисунок 7. Оптико-электронная аппаратура «Геотон», КМЗ

В свою очередь гиперспектральная съемочная аппаратура ГСА (КМЗ) позволяет осуществлять съемку поверхности Земли в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне спектра, а также эффективно выявлять и идентифицировать различные замаскированные объекты.

Почтовый адрес
РФ, 117342, г. Москва,
ул. Введенского, д. 3, корп. 1
Телефон и факс
Телефон:
+7 495 333-91-44
Факс:
+7 495 333-00-03
Интернет
E-mail:
bereg@niipolyus.ru
Skype:
niipolyus