Космические
геодезические
системы
Космические геодезисты -  аппараты типа "Сфера"
 
Геодезические спутники предназначаются для точного определения формы Земли и конфигурации ее гравитационного поля. Эти данные важны для научных целей и для составления точных топографических карт, они используются в военных целях для наведения межконтинентальных баллистических ракет (МБР).
 
Космический аппарат «Сфера» создавался по заказу Военно-топографического управления Генерального штаба Вооруженных Сил СССР (ВТУ ГШ) в рамках геодезического комплекса «Сфера». Головным предприятием по созданию КА было НПО прикладной механики. Работа над спутником началась в 1963 году. Аппарат, созданный в Красноярске-26, был оснащен импульсной световой сигнализацией Красноярского радиотехнического завода. К созданию КА были привлечены НИИ-885 (впоследствии РНИИ КП, ныне - ОАО РКС), Томский филиал Всесоюзного НИИ электромеханики и другие.
 
Первый КА «Сфера» был запущен 20 февраля 1968 г. Космический аппарат отработал на орбите 1 год и 3 месяца вместо установленного срока активного существования 6 месяцев. Судьба нескольких последующих пусков была более сложной. Летные испытания геодезического КА «Сфера» были завершены в 1972 г. Последний из 18-ти стартовавших и 17-ти запущенных КА был выведен на орбиту 26 декабря 1978 года. Этот космический аппарат работал до 1 мая 1980 года. Таким образом, комплекс находился на вооружении в 1973-1980 гг.
 
Аппараты «Сфера» послужили основой для создания отечественной космической геодезии. Благодаря этой системе была создана единая система координат земного шара с началом в центре масс Земли, уточнены элементы ориентирования с системой координат 1942 года (СК-42), уточнены геофизические параметры планеты и создана модель Земли 1977 года. всё это дало возможность в несколько раз повысить эффективность использования потребителями геодезической информации и сократить время по оснащению триангуляционными знаками национальной геодезической сети. Уточнения параметров фигуры Земли и ее гравитационного поля потребовались в первую очередь для нормального функционирования низкоорбитальной системы навигации "Циклон" / "Залив".
 
                                                           КА "Сфера" 11Ф621
 
Все запуски КА "Сфера"
Спутник
№ КА
Дата пуска
Космос 203
1
20.02.1968
*
2
04.06.1968
Космос 256
3
30.11.1968
Космос 272
4
17.03.1969
Космос 312
5
24.11.1969
Космос 409
6
28.04.1971
Космос 457
7
20.11.1971
Космос 480
8
25.03.1972
Космос 539
9
21.12.1972
Космос 585
10
08.09.1973
Космос 650
11
29.04.1974
Космос 675
12
29.08.1974
Космос 708
13
12.02.1975
Космос 770
14
24.09.1975
Космос 842
15
21.07.1976
Космос 911
16
25.05.1977
Космос 963
17
24.11.1977
Космос 1067
18
26.12.1978
Все запуски производились РН "Космос-3М" с Плесецкого космодрома, старты 132/1, 132/2.
 
* Второй пуск был неудачным, КА на орбиту не вышел, а мог бы стать "Космосом-225".
 
 
Геодезический спутник разрабатывался с целью создания единой системы координат всей поверхности земного шара, установления геодезических связей между континентами и островами, уточнения геофизических параметров Земли.
 
Для решения этих задач спутник был оснащен бортовой геодезической аппаратурой, совмещенной с аппаратурой  
командно-измерительной радиолинии, а также системой импульсной световой сигнализации с мощной лампой-вспышкой. Импульсная лампа обеспечивала заметность КА на фоне звездного неба. Такая световая сигнализация позволяла определять положение космического аппарата относительно звезд с погрешностью 3-6 угловых секунд. Радиотехническая аппаратурана КА обеспечивала определение доплеровской скорости спутника с погрешностью 0,1 м/c.
 
На аппапарате отсутствует штанга гравитационного успокоителля, т.е этот спутник был в полете не ориентирован.
 
Первые аппараты "Сфера" запускались на круговую орбиту высотой порядка 1200 км с наклонением 74 градусов. Позже орбита была увеличена до 1300-1500 км с целью уменьшения возмущающих воздействий остатков атмосферы. Период обращения ~ 116 минут.
 
Геодезический спутник "Муссон"
 
Спутники «Сфера» положили начало развитию космической геодезии, и после сдачи их в эксплуатацию началась разработка нового геодезического спутника "Муссон", получившего также и другое имя "Гео-ИК". Аппарат разработан в НПО ПМ в соответствии с Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 3 февраля 1977 года № 103-33. КА "Муссон" 30 сентября 1981 г. был впервые выведен на орбиту для проведения летных испытаний, а в апреле 1985 г. систему приняли в эксплуатацию.
 
В некоторых источниках космическую геодезическую систему именуют "Муссон", а космические аппараты 11Ф666 называют "Эридан", в других - ровно наоборот... Производитель аппаратов - НПО ПМ (ныне ОАО "ИСС") именовал эти КА "Гео-ИК"
 
Результатами работы спутников "Муссон" стали геодезические модели Земли ПЗ 86 и ПЗ 90, а также ввод в действие системы координат СК-95 - мировой астрономо-геодезическая сети с погрешностью определения места до нескольких метров. Всего было запущено (после "первого блина комом") 13 таких КА, последний из которых проработал до февраля 1999 г.
 
Особенностью последнего запуска является то, что на спутнике впервые установлена экспериментальная аппаратура местоопределения транспортных средств системы “Элекон”, предназначенной для контроля за передвижения наземных и морских транспортных средств, передачи различных сообщений между транспортом и региональными диспетчерскими центрами. Создание и развертывание системы позволило бы оптимизировать перевозки грузов, а также повысить рентабельность перевозок при повышении безопасности движения и сохранности груза, по крайней мере, так утверждали разработчики из РНИИ КП.
 
Похоже, этот проект 1994 "года запуска" был предшественником системы “Курс” для КА типа "Надежда М", полетевший годом позже и "пролетевший" так же, как и “Элекон”. Какой смысл испытывать новую систему связи на аппаратах, которые вот-вот уйдут, отработав своё и уступят место новым системам (ГЛОНАСС)? Два одинаковых типа аппаратуры с одинаковыми функциями для однотипных КА с одинаковой платформой на похожих орбитах от одного и того же разработчика, слетавшие по одному разу и канувшие в безвестность в силу отказа от космических систем, на которых эта аппаратура базировалась... Наводит на нехорошие мысли о двойной оплате за одну и ту же бесполезную работу, к тому же негодную к внедрению по критерию стоимость/польза. (Бюджет, видимо, такой критерий не рассматривал или лоббисты исказили расчеты?) Да, в те времена многие научились входить в одну воду дважды. В мутную воду... Впрочем, может это мне кажется и все было честно и прозрачно! Если кто что-нибудь знает что-либо про эти "Курс" и/или "Элеон" - пишите!
 
КА "Муссон" ("Эридан", "Гео-ИК") 11Ф666
 
На борту спутника была установлена доплеровская система измерения радиальной составляющей скорости, ретранслятор системы измерения наклонной дальности, оптические уголковые отражатели для наземной лазерной аппаратуры измерения дальности и система световой сигнализации, позволяющая производить серии вспышек, фотографируемых наземными фотоастрономическими установками на фоне звездного неба. Уточнение гравитационного поля Земли осуществлялось с помощью высокоточного радиовысотомера.
 
Все запуски КА "Муссон"
Спутник
№ КА
Дата запуска
*
1
23.01.1981
Космос 1312
2
30.09.1981
Космос 1410
3
29.09.1982
Космос 1510
4
24.10.1983
Космос 1589
5
08.08.1984
Космос 1660
6
14.06.1985
Космос 1732
7
11.02.1986
Космос 1803
8
02.12.1986
Космос 1823
9
20.02.1987
Космос 1950
10
30.05.1988
Космос 2037
11
28.08.1989
Космос 2088
12
30.07.1990
Космос 2226
13
22.12.1992
Гео-ИК 1 **
14
29.11.1994
Все запуски производились РН "Циклон-3" с Плесецкого космодрома, старты 32/1, 32/2.
 
* Первый пуск был неудачным, КА на орбиту не вышел, а мог бы стать "Космосом-1242".
 
** "Муссон" №14 получил собственное имя "Гео-ИК"
 
 
 
Унаследовав от платформы КАУР-1 «обернутый» панелью солнечной батареей гермоотсек и магнито-гравитационную систему ориентации, «Муссон» был заметно сложнее - на нем присутствовал радиовысотомер с автономной системой ориентации его антенны, дополнительные панели солнечной батареей "юбочкой", система автоматики и световой сигнализации с лампой-вспышкой направленного действия.
 
Впервые были применены никель-водородные батареи и гиромаховик, конструкция которого защищена семью авторскими свидетельствами. 
 
 
Соответственно, спутник получился тяжелее своего предшественника -  1600 кг. Для запусков этого КА использовался более мощный носитель - выпускаемая в Днепропетровске РН 11К68 «Циклон-3». Параметры орбиты - как у КА "Сфера"/
 
Длина аппарата - 5,84 м, диаметр - 2,36 м. На рабочей орбите масса 1530 кг, размеры после раскрытия солнечных батарей и фермы: длина - 17,77 м, диаметр - 7,50 м.  Мощность СЭП: 360 Вт.
 
Допплеровский передатчик КА "Муссон" работал в УКВ-диапазоне (в тех же диапазонах, что и навигационные аппараты - 150 и 400 МГц).
 
В систему импульсной световой сигнализации входила хорошо теперь известная, а тогда еще редкая ксеноновая лампа.
 
Ответчик радиолокационного дальномера работал на частотах 5.7/3.4 ГГц и позволял определять расстояние от наземной измерительной станции до КА с точностью 3-5 метров.
 
Уголковые лазерные отражатели позволяли измерять расстояние между наземной станцией "Сажень-2" и КА с точностью до 1.5 метров.
 
Радиовысотомер, работающий на частоте 9.4 ГГц, обеспечивал измерение локальных значений высоты КА с точностью до 3-5 метров (над водной поверхностью)
КА "Муссон" в аудитории имени
К.Э. Циолковского Военной академии
РВСН им. Петра Великого
 
Для существенного улучшения точностных характеристик в сочетании с низкой стоимостью в НПО им. Решетнева была разработана комбинированная система ориентации. Она впервые установлена на КА «Гео-ИК». В этой системе весь космический аппарат пассивно ориентируется гравитационным полем. Маховик на газовом подвесе обеспечивает получение трёхосной ориентации, а антенная платформа, установленная в кардане автономно, с точностью до полуградуса ориентируется на центр Земли.
 
Запуски однотипных по платформе и схожих по функциям КА "Циклон","Парус", "Цикада", "Надежда", "Сфера", "Муссон","Стрела-2М" производились ежегодно с 1967 года по 2010 год. Как известно, первенство по числу летавших однотипных КА занимает "Восток" и его клоны - "Зениты" и т.д, а серия навигационных и геодезических аппаратов вкупе со связными низкоорбитальными "Стрелами-2М", видимо, на втором месте по длительности и по количеству - за 43 года я насчитал 238 летавших КА!
 
 
 
Летом 2009 года в ИСС им. Решетнёва отмечали полувековой юбилей.
 
В Железногорске в парке были выставлены некоторые КА, разработанные на  предприятии, в том числе - Гео-ИК "Муссон".
 
Заметка в газете "Сибирский спутник", июнь 2009 г.:
 
 
Наземный сегмент космических геодезических систем
 
 
На НИПах по прогремме "Сфера" были построены астрономо-геодезические пункты (АГП) с башенкой для размещения  фото-астрономических установок (ФАУ) для оптической локации КА по вспышкам импульсной лампы. ФАУ фотографирола на пленку чувствительностью 1000 ед. (по ГОСТ) звездное небо по целеуказаниям, а на снимках можно было среди звезд разыскать КА по его световой сигнализации. Такая локация позволяла определять положение космического аппарата с погрешностью 3-6 угловых секунд, уточняя его орбиту.
 
На АГП также была размещена аппаратура для доплеровских измерений «Сфера-Н».  Работа наземной станции была полностью автоматизирована. Перед началом сеанса связи оператор включал имитатор сигналов КА. Правильность работы системы определяется по регистрации тестовой информации. После этого имитатор выключается.
 
При появлении КА «Сфера» над горизонтом начинался приём сигналов. По сигналу «Захват ФАП» автоматически включались вычислительное устройство и регистраторы. После захода спутника за горизонт и пропадания сигнала, вычислительное устройство и регистраторы выключались, а приёмник оставался в дежурном режиме. Зарегистрированная на перфоленте доплеровская информация передаваласьс для обработки в вычислительный центр.
 
Аппаратура «Сфера-Н» (Н - наземная), 1968 г.
 
По программе "Муссон" / "Эридан" наземные системы создавались для обеспечения прецизионных траекторных измерений КА, необходимых для спутниковых навигационно-геодезических комплексов. С этой целью на борту каждого КА 11Ф666 устанавливались панели отражателей лазерного излучения (содержащих по 396 штук ретрорефлекторов), а на территориях ряда НИПов были установлены системы для измерения дальности (квантово-оптические системы "Сажень-2") до этих отражателей с точностью до нескольких дециметров, впоследствии доведенной до единиц сантиметров. 
 
Одновременно обеспечивалась возможность измерения угловых координат высокоорбитальных и геостационарных КА по отраженному солнечному излучению с погрешностью 1 -2 угловые секунды и интенсивности отраженного излучения (фотометрия).
 
На НИПах были возведены новые здания с башенкой для размещения квантово-оптической системы "Сажень-2".  Лазерный дальномер "Сажень-2" космического геодезического комплекса "Муссон" / "Эридан".имел наклонная дальность до 3000 км. С 1980 года было изготовлено 25 комплектов этой КОС.
 
Продолжалась пассивная оптическая локация КА посредством фотографирования с помощью ФАУ серий вспышек  световой сигнализации.
 
Один из конструкторов КОС "Сажень-2" Стребулаев Алексей Наумович,
 предприятие п/я В-2539, оно же «Научно-исследовательский институт прецизионного приборостроения»  (НИИ ПП), ныне - Научно-производственная корпорация «Системы прецизионного приборостроения», Москва.
 
Фотоастрономическая установка ФАУ-2 для фотографирования ИСЗ на фоне ночного неба при нормальных оптико-атмосферных условиях с целью определения их координат в момент фотографирования. Музей КИКа в Краснознаменске.
 
В отличие от спутниковых фотокамер ФАУ-75, которые были снабженны четырёхосной монтировкой, механизмом движения фотоплёнки и т. н. экваториальной платформой - механизмом, который в ходе фотографирования поворачивает камеру, имитируя вращение её вокруг полярной оси (что необходимо для получения "несмазанных" изображений объектов в виде точек),  фотоастрономическая установка ФАУ-2, видимо, не могла фотографировать "пассивные" в оптическом плане ИСЗ и снимала лишь вспышки специальной световой сигнализации на борту ИСЗ.
 
 
Фотоастрономическая установка ФАУ-75 с разными объективами. Камера ФАУ-75 является более сложным инструментом по сравнению с ФАУ-2. АФУ-75 слева - снабжена объективом диаметром 210 мм с фокусным расстоянием 736 мм.
 
АГП на НИП-20, Дунаевцы      WIKIMAPIA
АГП на НИП-4, Енисейск      WIKIMAPIA
Астрономо-геодезический пункт на НИП-20, Солнечный        WIKIMAPIA
Астрономо-геодезический пункт на НИП-17, Якутск.           WIKIMAPIA
АГП на НИП-14, Щелково-7      WIKIMAPIA
АГП на НИП-6, Елизово      WIKIMAPIA
АГП на НИП-15, Галенки      WIKIMAPIA
АГП на НИП-9, Красное Село      WIKIMAPIA
АГП на НИП-18, Воркута      WIKIMAPIA
 
Площадка 3Д. Май 1972 - май 1974 г. Астрономо-геодезический пункт - АГП.ФАУ-2/75. Майор Красов, лейтенанты Степанов, Топорков, Потанцев. Бойцы Александр Петров, Шульженко, Романов, Борисов, Крымов, Максимкин, Никонов, Бирюков и др.
 
По результатам выполнения задач боевого управления за 1982 год АГП-3 занял 1-е место в КИК, за что Нач. АГП А.М. Топорков был переведен в Щ-7
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ниже: НИП-9, Красное Село - в наше время практически повсеместно сооружения АГП заброшены и разрушаются...
АГП на НИП-3, Сары-Шаган      WIKIMAPIA
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Журнал ИСС, февраль 2008 г.
 
 
 
азерный дальномер
Входит в состав аппаратуры наземного измерительного
пункта отечественной космической геодезической системы.
Год разработки – 1981
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Абонентская навигационная аппаратура второго
поколения для гражданских морских судов (1975 г.)