Эволюция отечественных спутников оптической разведки
Использованный спутник "Зенит-2" в качестве памятника. Фото Wikimedia Commons
С конца пятидесятых годов отечественная ракетно-космическая отрасль разрабатывала спутники оптической разведки, и за прошедшие десятилетия был создан целый ряд различных проектов. Разведывательные спутники развивались и совершенствовались разными путями. Прежде всего, создавалась улучшенная целевая аппаратура и внедрялись новые технологии съемки и передачи данных. В результате за несколько десятилетий технические и эксплуатационные характеристики спутников выросли в разы.
Фотоаппарат в капсуле
В конце пятидесятых годов советское ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия») во главе с С.П. Королевым работало над серией космических кораблей «Восток». В частности, под названием «Восток-2» создавался первый отечественный спутник-разведчик, несущий фотоаппаратуру. Позже, после полета Ю.А. Гагарина, это изделие переименовали в «Зенит-2».
Первый запуск «Зенита» состоялся в декабре 1961 г., однако из-за неполадок на третьей ступени ракеты-носителя аппарат пришлось подорвать. В конце апреля 1962-го состоялся первый успешный запуск, но спутник не решил поставленные задачи. В июле-августе удалось осуществить первый успешный полет, в ходе которого «Зенит» сделал массу снимков и благополучно доставил их на Землю. Государственные испытания изделия завершились в 1964 г., и оно было принято на вооружение.
Слева - изделие "Янтарь-2К" после полета, справа - научный "Ресурс-Ф1". Фото Chronograph.livejournal.com
С точки зрения конструкции, аппарат «Зенит-2» представлял собой сферическую капсулу «Востока», внутри которой располагались фотоаппараты, приборы радиотехнической разведки, аппаратура управления и т.д. При помощи ракеты-носителя спутник выводился на заданную орбиту и производил съемку заранее запрограммированных объектов. Изначально предполагалось, что спутник будет передавать данные прямо с орбиты, но затем его конструкцию упростили. Готовые пленки доставлялись на Землю путем спуска и посадки.
В 1968 г. началась эксплуатация модернизированного аппарата «Зенит-2М». В дальнейшем советская промышленность создала еще шесть модификаций. Они имели общую архитектуру и ряд унифицированных компонентов, а также работали по одному принципу. Различия заключались в составе, характеристиках и возможностях фотоаппаратов. Эксплуатация всех версий «Зенита» продолжалась до 1994 г., и к этому времени построили и применили более 500 аппаратов.
Так же в конце шестидесятых в эксплуатацию поступили аппараты «Янтарь-2К». Они имели иную архитектуру и конструкцию, а также несли другой набор фотоаппаратов. Кроме того, в корпусе такого спутника удалось разместить две капсулы для спуска фотопленок, что резко улучшило эксплуатационные характеристики. С 1989 г. в эксплуатации был спутник «Орлец-1», оснащенный сразу восемью спускаемыми капсулами. Техника этого типа использовалась до 2006 г.
Один из вариантов спутника системы ТГР с фототелевизионной аппаратурой. Графика НПО Машиностроения
С передачей данных
Разведывательные спутники с посадочным способом доставки пленок имели очевидные недостатки разного рода. Такой спутник имел ограниченную продолжительность работы, мог сделать только определенное количество кадров, а доставка разведданных, по понятным причинам, прекращала всю миссию. При этом меры по избавлению от этих недостатков впервые были приняты еще при разработке первой версии «Зенита-2».
Изначально «Зенит-2» нес комплект фототелевизионной аппаратуры «Байкал». Она включала средства обработки снимков на пленке, своего рода сканер и аппаратуру кодирования для передачи данных в центр управления. Изделие «Байкал» присутствовало только на четырех первых «Зенитах», после чего от него отказались ввиду сложности и низких характеристик.
В сентябре 1963 г. Совмин СССР издал постановление о разработке перспективной системы «Телевизионной глобальной разведки» (ТГР). Головным исполнителем работ было назначено ОКБ-52 (ныне НПО Машиностроения) под руководством В.Н. Челомея, а НИИ-380 (ныне НИИ телевидения) поручили создание фототелевизионной аппаратуры. Результаты проекта ожидались к концу десятилетия.
Через год ОКБ-52 представило общий облик перспективной системы ТГР. Предлагалось два варианта спутника с фототелевизионной аппаратурой «Комета-11» и «Марс», предназначенными для разведки наземных и морских целей соответственно. В целом технические задачи были решены, но реализовать проект на практике по ряду причин не удалось. Следует отметить, что неудача проекта ТГР привела к продолжению эксплуатации «Зенитов» и «Янтарей».
Комплекс оптической разведки "Агат-1" для станции "Алмаз", включающий систему "Комета-11а". Фото НПО Машиностроения
Впрочем, наработки по этой теме не пропали. Доработанное изделие «Комета-11» вошло в состав комплекса разведки «Агат-1» для космической станции «Алмаз». Оно позволяло экипажу станции просматривать и сохранять сделанные снимки, а также быстро передавать их на Землю.
В 1971 г. запустили разработку нового проекта ТГР; ее поручили ОКБ-41 (ныне корпорация «Комета») и КБ «Южное». Благодаря новым и более совершенным компонентам, их совместный проект отличался улучшенными техническими и рабочими характеристиками. Однако в 1976 г. работы свернули, предположительно, в связи с полноценным запуском проекта «Алмаз».
Изделия «Комета-11», «Марс», Агат-1» и т.п. системы отличались конструкцией, но имели общий принцип действия. Через объектив с требуемыми характеристиками изображение суши или моря проецировалось на фотопроводящую поверхность, с которой его сканировали трубки-видиконы. Полученный сигнал обрабатывался и записывался либо передавался на Землю. «Комета-11» обеспечивала разрешение порядка 2,5 м, «Марс» – до 10 м.
Цифровые технологии
Фототелевизионные системы имели ограниченное разрешение, что было связано с несовершенством видиконов. В связи с этим в семидесятых осуществлялся поиск новых технологий, позволявших улучшить ключевые характеристики систем разведки и повысить потенциал спутника в целом. Решением стали т.н. приборы с зарядовой связью. На рубеже семидесятых-восьмидесятых годов были созданы первые ПЗС-матрицы, пригодные для использования в спутниковой разведке.
Музейный макет станции "Алмаз". На борту станции должны были присутствовать различные средства разведки. Фото Wikimedia Commons
С использованием этой технологии «ЦСКБ-Прогресс» разработало новый спутник «Янтарь-4КС1». Он получил развитый объектив с высокими характеристиками, камеру высокого разрешения на основе ПЗС, а также цифровую систему обработки данных, запоминающее устройство с магнитной лентой и приборы связи. Впоследствии проект доработали – улучшили разрешение и добавили возможность съемки в ИК-диапазоне.
Первый пуск «Янтаря-4КС1» состоялся в декабре 1982 г. В дальнейшем такая техника использовалась параллельно с другими спутниками и решала наиболее сложные и ответственные задачи. Также вводились в эксплуатацию модернизированные варианты спутника с теми или иными особенностями. По известным данным, последние «Янтари» были построены и запущены в середине десятых годов.
После завершения работ по «Янтарю-4КС1» началось проектирование изделия «Аракс» на тех же принципах, но с повышенными характеристиками. Работы затянулись, а в девяностых были приостановлены. Первый запуск состоялся только в 1997 г., а в 2002-м запустили второй спутник. Из-за технических неполадок оба изделия проработали лишь несколько месяцев и были потеряны.
Следующими спутниками видовой разведки стали изделия «Персона». С 2008 по 2015 г. на орбиту отправили три таких изделия, и два их них активны до сих пор. В 2015-м состоялся первый старт современного спутника «Барс-М»; в марте 2023 г. запустили четвертый такой аппарат.
Общий вид изделия "Янтарь-4КС1" в рабочей конфигурации. Графика "ЦСКБ-Прогресс"
Начиная с «Янтаря-4КС1», все отечественные спутники оптической разведки строятся по одним и тем же принципам и несут цифровую аппаратуру. При этом бурное развитие элементной базы, программного обеспечения и т.д. позволили значительно улучшить все тактико-технические и эксплуатационные характеристики, а также повысить общую эффективность. В итоге первые «Янтари» восьмидесятых годов и современные «Барсы», при всем сходстве, принципиально различаются на уровне характеристик.
Процесс эволюции
Разработка первого отечественного спутника видовой разведки началась в конце пятидесятых годов – практически одновременно с созданием другой космической техники. Первые практические результаты в этой области были получены в начале шестидесятых, и вскоре спутники стали неотъемлемой частью разведки вооруженных сил. При этом следует учитывать, что разведывательные возможности орбитальной группировки не ограничиваются только оптическими средствами. Также существуют аппараты с радиолокационной аппаратурой, приборами радиотехнической разведки и т.д.
Нетрудно заметить, как именно шла эволюция спутников видовой разведки. Каждый следующий шаг в развитии космических аппаратов становился возможным благодаря появлению новых технологий и приборов. Аппаратура постепенно совершенствовалась и демонстрировала более высокие характеристики и широкие возможности. К настоящему времени были получены все желаемые результаты, и теперь вооруженные силы могут рассчитывать на своевременное получение всей необходимой информации.
Информация