Hệ thống vệ tinh dẫn đường của Liên Xô, Nga và Mỹ. câu chuyện một
Thế hệ hệ thống vệ tinh dẫn đường đầu tiên của Liên Xô được đặt tên là "Cánh buồm" và được phát triển trên cơ sở Viện Nghiên cứu Khoa học Thủy văn và Định vị (NIGSHI) của Hải quân. Ý tưởng sử dụng vệ tinh Trái đất nhân tạo làm yếu tố điều hướng chính đến với người trước đây hải quân nhà hàng hải Fufaev Vadim Alekseevich năm 1955. Dưới sự lãnh đạo của người truyền cảm hứng tư tưởng, một nhóm sáng kiến đã được thành lập ở NIGSHI, nhóm này tham gia vào việc xác định các tọa độ khác nhau. Hướng thứ hai là chủ đề xác định tọa độ Doppler dưới sự lãnh đạo của V.P. Zakolodyazhny, và nhóm thứ ba chịu trách nhiệm xác định tọa độ bằng phép đo góc - người đứng đầu hướng là E.F. Suvorov. Vào đầu những năm 1960, sự xuất hiện của hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu quỹ đạo thấp trong nước đầu tiên đã được phát triển. Ngoài NIGSHI, các nhân viên của NII-4 của Bộ Quốc phòng đã tham gia tích cực vào dự án. Người ta cho rằng các tàu của Hải quân Liên Xô sẽ là những "người sử dụng" đầu tiên của định vị vệ tinh. Tuy nhiên, mọi thứ đột ngột dừng lại - chương trình bị hạn chế mạnh về kinh phí và thực sự bị đóng băng. "Gà rán" là thông tin tình báo về giai đoạn phát triển cuối cùng của một hệ thống tương tự trong trại của một đối thủ tiềm năng - Hoa Kỳ. Đến năm 1963, người Mỹ thực sự đưa hệ thống vệ tinh Transit vào hoạt động và vào ngày 15 tháng 1964 năm XNUMX, chính phủ quyết định tạo ra một chất tương tự của Liên Xô với mã "Cyclone" (một số nguồn đề cập đến cái tên gây sốc là "Cyclone-B") .
Kể từ thời điểm đó, công việc bán ngầm của các nhóm sáng kiến đã trở thành chương trình chính thức của nhà nước. OKB-10 trở thành nhà phát triển chính của hệ thống, Mikhail Fedorovich Reshetnev được chỉ định là người "chính" và Viện nghiên cứu khoa học Proborostroenie (NIIP) chịu trách nhiệm về thiết bị vô tuyến. Ở cấp độ phác thảo, dự án đã sẵn sàng vào tháng 1966 năm 88, đồng thời, các căn cứ thử nghiệm đã được phê duyệt - tàu hải dương học Nikolai Zubov cùng với các tàu ngầm B-36, B-73 và B-XNUMX.
Con tàu "Nikolai Zubov". Nguồn: kik-sssr.ru
Tàu vũ trụ điều hướng hoạt động trong nước đầu tiên là Cosmos-192 (tên lửa mang là Cosmos-3M), được phóng vào ngày 25 tháng 1967 năm 220 từ sân bay vũ trụ Plesetsk. Tiếp theo là Cosmos-7, được gửi vào quỹ đạo thấp vào ngày 1968 tháng 292 năm 14, Cosmos-1969 (332 tháng 11 năm 1970) và Cosmos-1970 (1,5 tháng 1,8 năm 3). Các thử nghiệm đã được hoàn thành vào mùa hè năm 4 và cho thấy độ chính xác sau: dựa trên hiệu ứng Doppler - XNUMX km, hệ thống đo khoảng cách - XNUMX km và hiệu chỉnh của hệ thống tiêu đề là XNUMX-XNUMX phút cung.
Cách bố trí hệ thống vệ tinh "Cyclone". Nguồn: wikipedia.ru
Tàu vũ trụ của hệ thống Parus. Nguồn: gatamir.ru
Chiều cao quỹ đạo của các vệ tinh là 1000 km - đây là những phương tiện có quỹ đạo thấp điển hình với chu kỳ quay quanh hành tinh là 105 phút. Đối với mặt phẳng của đường xích đạo, độ nghiêng của quỹ đạo của tàu vũ trụ thuộc sê-ri Cosmos là 830, khiến chúng trở thành vệ tinh tuần hoàn. Sau sáu năm vận hành thử nghiệm bốn vệ tinh định vị vào tháng 1976 năm 250, hệ thống này được đưa vào sử dụng với tên gọi "Sail". Vào thời điểm đó, độ chính xác của việc xác định tọa độ của tàu khi di chuyển là 60 mét, và tại cảng trên dây neo - khoảng 6 mét. Hệ thống khá hiệu quả - thời gian xác định vị trí trong vòng 15-2 phút. Sự khác biệt chính giữa sự phát triển trong nước và Quá cảnh của Mỹ là khả năng liên lạc bằng điện báo vô tuyến giữa các tàu và tàu ngầm của Hải quân với các sở chỉ huy và với nhau. Thông tin liên lạc được cung cấp cả trong điều kiện khả năng hiển thị vô tuyến chung và trong tùy chọn chuyển tin nhắn từ thuê bao này sang thuê bao khác, nghĩa là trên phạm vi toàn cầu. Trong trường hợp sau, độ trễ liên lạc là 3-XNUMX giờ. Do đó, hệ thống vệ tinh liên lạc và điều hướng đầu tiên trên thế giới "Sail" đã ra đời, hệ thống này đã chuyển hướng điều hướng trong hạm đội Liên Xô. Lần đầu tiên, có thể xác định vị trí của chính bạn, bất kể thời tiết, thời gian trong ngày hay năm, ở bất kỳ đâu trên các đại dương trên thế giới. Hệ thống này vẫn đang hoạt động.
Năm 1979, hệ thống Cicada được đưa vào hoạt động phục vụ các tàu dân sự, không có thiết bị định vị quân sự và các phương án liên lạc. Hai năm trước đó, tàu phá băng Artika, dựa trên dữ liệu định vị vệ tinh, đã đến Bắc Cực lần đầu tiên trên thế giới dành cho tàu biển. Đối với Cicada, một chòm sao quỹ đạo gồm bốn vệ tinh đã tách rời, và quân đội Parus vào các thời điểm khác nhau có trung bình 6-7 tàu vũ trụ bay trong quỹ đạo thấp. Một quá trình hiện đại hóa nghiêm trọng của Cicada là việc lắp đặt thiết bị cứu hộ KOSPAS-SARSAT, hay còn được gọi là hệ thống Nadezhda, được phát triển bởi hiệp hội Omsk Polet. Hệ thống cứu hộ xuất hiện sau khi ký hiệp định liên chính phủ giữa Liên Xô, Hoa Kỳ, Canada và Pháp vào ngày 23 tháng 1979 năm 6000 về việc phát triển COSPAS - Hệ thống Tìm kiếm Không gian cho Tàu Khẩn cấp, SARSAT - Theo dõi Vệ tinh Hỗ trợ Tìm kiếm Cứu nạn. Hệ thống được cho là có nhiệm vụ tìm kiếm máy bay và tàu gặp nạn. Các điểm tiếp nhận thông tin vệ tinh ban đầu được đặt tại Moscow, Novosibirsk, Arkhangelsk, Vladivostok (Liên Xô), San Francisco, St. Louis, Alaska (Mỹ), Ottawa (Canada), Toulouse (Pháp) và Tromsø (Na Uy). Mỗi vệ tinh, bay trên bề mặt Trái đất, nhận được tín hiệu từ một khu vực hình tròn có đường kính 3,5 km. Số lượng vệ tinh tối thiểu cần thiết để nhận tín hiệu đáng tin cậy từ đèn hiệu khẩn cấp là bốn phương tiện. Vì vào thời điểm đó, không ai, ngoại trừ Hoa Kỳ và Liên Xô, có thể chế tạo thiết bị như vậy, nên chính hai quốc gia này đã cung cấp chòm sao quỹ đạo KOSPAS-SARSAT. Các vệ tinh nhận được tín hiệu của người gặp nạn, chuyển nó đến một điểm mặt đất, nơi chúng xác định tọa độ của nó với độ chính xác lên đến XNUMX km và trong vòng một giờ sẽ đưa ra quyết định về một chiến dịch cứu hộ.
Biểu tượng của COSPAS-SARSAT cho đến năm 1992. wikipedia.ru
Hình minh họa nguyên lý hoạt động của COSPAS-SARSAT. Nguồn: seaman-sea.ru
Đó là vệ tinh của Liên Xô với thiết bị Nadezhda vào tháng 1982 năm XNUMX đã ghi lại tín hiệu cấp cứu đầu tiên từ một chiếc máy bay hạng nhẹ bị rơi ở vùng núi phía tây Canada. Kết quả là ba công dân Canada đã phải sơ tán - đây là cách dự án quốc tế COSPAS-SARSAT mở tài khoản cho những linh hồn được cứu. Cần nhắc lại rằng lịch sử ra đời vào đỉnh điểm của Chiến tranh Lạnh - năm 1983, Reagan chính thức gọi Liên Xô là "Đế chế Ác ma", COSPAS-SARSAT vẫn đang hoạt động và đã cứu được khoảng 4000 người.
Bộ máy nội địa "Nadezhda" của hệ thống quốc tế KOSPAS-SARSAT. Nguồn: seaman-sea.ru
Về sự cần thiết phải phát triển một hệ thống dẫn đường quỹ đạo trung bình, không chỉ cần thiết cho "biển", mà còn cho hàng không với "bộ binh", họ bắt đầu nói chuyện ở Liên Xô từ năm 1966. Kết quả là công trình nghiên cứu "Dự báo" dưới sự lãnh đạo của Yu I. Maksyuta, theo đó vào năm 1969, họ lập luận về khả năng phóng vệ tinh dẫn đường vào quỹ đạo trung bình của Trái đất. Trong tương lai, dự án này được gọi là GLONASS và được tạo ra với sự tham gia của một số lượng lớn các tổ chức - Phòng Thiết kế Krasnoyarsk về Cơ học Ứng dụng, Viện Nghiên cứu Chế tạo Dụng cụ Moscow và Viện Kỹ thuật Vô tuyến Nghiên cứu Leningrad (LNIRTI). Liên Xô phóng vệ tinh GLONASS đầu tiên vào không gian vào ngày 12 tháng 1983 năm 1993, và vào năm 1995, hệ thống này đã được đưa vào sử dụng ở Nga, mặc dù là một phiên bản bị cắt bớt. Và chỉ đến năm 24, GLONASS đã được đưa vào đội ngũ 100 thiết bị, cơ sở hạ tầng mặt đất đã được cải thiện và điều hướng kiếm được 15%. Khi đó, độ chính xác của việc xác định tọa độ là 25-5 mét, xác định thành phần vận tốc (phương án mới) - 6,5-0,25 cm / s, và xác định thời gian bằng thiết bị trong nước có thể thực hiện với độ chính xác 0,5 -5 μs. Nhưng trong vòng sáu năm, chòm sao quỹ đạo đã giảm xuống còn 2001 vệ tinh và mọi thứ đã sẵn sàng cho việc loại bỏ hoàn toàn hệ thống định vị vệ tinh của Nga. Lần sinh thứ hai diễn ra vào tháng XNUMX năm XNUMX, khi chính phủ Liên bang Nga thông qua chương trình mục tiêu liên bang "Hệ thống định vị toàn cầu", được thiết kế ở một mức độ nào đó để cạnh tranh với GPS. Nhưng đó là một câu chuyện hơi khác.
Kể từ thời điểm đó, công việc bán ngầm của các nhóm sáng kiến đã trở thành chương trình chính thức của nhà nước. OKB-10 trở thành nhà phát triển chính của hệ thống, Mikhail Fedorovich Reshetnev được chỉ định là người "chính" và Viện nghiên cứu khoa học Proborostroenie (NIIP) chịu trách nhiệm về thiết bị vô tuyến. Ở cấp độ phác thảo, dự án đã sẵn sàng vào tháng 1966 năm 88, đồng thời, các căn cứ thử nghiệm đã được phê duyệt - tàu hải dương học Nikolai Zubov cùng với các tàu ngầm B-36, B-73 và B-XNUMX.
Con tàu "Nikolai Zubov". Nguồn: kik-sssr.ru
Tàu vũ trụ điều hướng hoạt động trong nước đầu tiên là Cosmos-192 (tên lửa mang là Cosmos-3M), được phóng vào ngày 25 tháng 1967 năm 220 từ sân bay vũ trụ Plesetsk. Tiếp theo là Cosmos-7, được gửi vào quỹ đạo thấp vào ngày 1968 tháng 292 năm 14, Cosmos-1969 (332 tháng 11 năm 1970) và Cosmos-1970 (1,5 tháng 1,8 năm 3). Các thử nghiệm đã được hoàn thành vào mùa hè năm 4 và cho thấy độ chính xác sau: dựa trên hiệu ứng Doppler - XNUMX km, hệ thống đo khoảng cách - XNUMX km và hiệu chỉnh của hệ thống tiêu đề là XNUMX-XNUMX phút cung.
Cách bố trí hệ thống vệ tinh "Cyclone". Nguồn: wikipedia.ru
Tàu vũ trụ của hệ thống Parus. Nguồn: gatamir.ru
Chiều cao quỹ đạo của các vệ tinh là 1000 km - đây là những phương tiện có quỹ đạo thấp điển hình với chu kỳ quay quanh hành tinh là 105 phút. Đối với mặt phẳng của đường xích đạo, độ nghiêng của quỹ đạo của tàu vũ trụ thuộc sê-ri Cosmos là 830, khiến chúng trở thành vệ tinh tuần hoàn. Sau sáu năm vận hành thử nghiệm bốn vệ tinh định vị vào tháng 1976 năm 250, hệ thống này được đưa vào sử dụng với tên gọi "Sail". Vào thời điểm đó, độ chính xác của việc xác định tọa độ của tàu khi di chuyển là 60 mét, và tại cảng trên dây neo - khoảng 6 mét. Hệ thống khá hiệu quả - thời gian xác định vị trí trong vòng 15-2 phút. Sự khác biệt chính giữa sự phát triển trong nước và Quá cảnh của Mỹ là khả năng liên lạc bằng điện báo vô tuyến giữa các tàu và tàu ngầm của Hải quân với các sở chỉ huy và với nhau. Thông tin liên lạc được cung cấp cả trong điều kiện khả năng hiển thị vô tuyến chung và trong tùy chọn chuyển tin nhắn từ thuê bao này sang thuê bao khác, nghĩa là trên phạm vi toàn cầu. Trong trường hợp sau, độ trễ liên lạc là 3-XNUMX giờ. Do đó, hệ thống vệ tinh liên lạc và điều hướng đầu tiên trên thế giới "Sail" đã ra đời, hệ thống này đã chuyển hướng điều hướng trong hạm đội Liên Xô. Lần đầu tiên, có thể xác định vị trí của chính bạn, bất kể thời tiết, thời gian trong ngày hay năm, ở bất kỳ đâu trên các đại dương trên thế giới. Hệ thống này vẫn đang hoạt động.
Năm 1979, hệ thống Cicada được đưa vào hoạt động phục vụ các tàu dân sự, không có thiết bị định vị quân sự và các phương án liên lạc. Hai năm trước đó, tàu phá băng Artika, dựa trên dữ liệu định vị vệ tinh, đã đến Bắc Cực lần đầu tiên trên thế giới dành cho tàu biển. Đối với Cicada, một chòm sao quỹ đạo gồm bốn vệ tinh đã tách rời, và quân đội Parus vào các thời điểm khác nhau có trung bình 6-7 tàu vũ trụ bay trong quỹ đạo thấp. Một quá trình hiện đại hóa nghiêm trọng của Cicada là việc lắp đặt thiết bị cứu hộ KOSPAS-SARSAT, hay còn được gọi là hệ thống Nadezhda, được phát triển bởi hiệp hội Omsk Polet. Hệ thống cứu hộ xuất hiện sau khi ký hiệp định liên chính phủ giữa Liên Xô, Hoa Kỳ, Canada và Pháp vào ngày 23 tháng 1979 năm 6000 về việc phát triển COSPAS - Hệ thống Tìm kiếm Không gian cho Tàu Khẩn cấp, SARSAT - Theo dõi Vệ tinh Hỗ trợ Tìm kiếm Cứu nạn. Hệ thống được cho là có nhiệm vụ tìm kiếm máy bay và tàu gặp nạn. Các điểm tiếp nhận thông tin vệ tinh ban đầu được đặt tại Moscow, Novosibirsk, Arkhangelsk, Vladivostok (Liên Xô), San Francisco, St. Louis, Alaska (Mỹ), Ottawa (Canada), Toulouse (Pháp) và Tromsø (Na Uy). Mỗi vệ tinh, bay trên bề mặt Trái đất, nhận được tín hiệu từ một khu vực hình tròn có đường kính 3,5 km. Số lượng vệ tinh tối thiểu cần thiết để nhận tín hiệu đáng tin cậy từ đèn hiệu khẩn cấp là bốn phương tiện. Vì vào thời điểm đó, không ai, ngoại trừ Hoa Kỳ và Liên Xô, có thể chế tạo thiết bị như vậy, nên chính hai quốc gia này đã cung cấp chòm sao quỹ đạo KOSPAS-SARSAT. Các vệ tinh nhận được tín hiệu của người gặp nạn, chuyển nó đến một điểm mặt đất, nơi chúng xác định tọa độ của nó với độ chính xác lên đến XNUMX km và trong vòng một giờ sẽ đưa ra quyết định về một chiến dịch cứu hộ.
Biểu tượng của COSPAS-SARSAT cho đến năm 1992. wikipedia.ru
Hình minh họa nguyên lý hoạt động của COSPAS-SARSAT. Nguồn: seaman-sea.ru
Đó là vệ tinh của Liên Xô với thiết bị Nadezhda vào tháng 1982 năm XNUMX đã ghi lại tín hiệu cấp cứu đầu tiên từ một chiếc máy bay hạng nhẹ bị rơi ở vùng núi phía tây Canada. Kết quả là ba công dân Canada đã phải sơ tán - đây là cách dự án quốc tế COSPAS-SARSAT mở tài khoản cho những linh hồn được cứu. Cần nhắc lại rằng lịch sử ra đời vào đỉnh điểm của Chiến tranh Lạnh - năm 1983, Reagan chính thức gọi Liên Xô là "Đế chế Ác ma", COSPAS-SARSAT vẫn đang hoạt động và đã cứu được khoảng 4000 người.
Bộ máy nội địa "Nadezhda" của hệ thống quốc tế KOSPAS-SARSAT. Nguồn: seaman-sea.ru
Về sự cần thiết phải phát triển một hệ thống dẫn đường quỹ đạo trung bình, không chỉ cần thiết cho "biển", mà còn cho hàng không với "bộ binh", họ bắt đầu nói chuyện ở Liên Xô từ năm 1966. Kết quả là công trình nghiên cứu "Dự báo" dưới sự lãnh đạo của Yu I. Maksyuta, theo đó vào năm 1969, họ lập luận về khả năng phóng vệ tinh dẫn đường vào quỹ đạo trung bình của Trái đất. Trong tương lai, dự án này được gọi là GLONASS và được tạo ra với sự tham gia của một số lượng lớn các tổ chức - Phòng Thiết kế Krasnoyarsk về Cơ học Ứng dụng, Viện Nghiên cứu Chế tạo Dụng cụ Moscow và Viện Kỹ thuật Vô tuyến Nghiên cứu Leningrad (LNIRTI). Liên Xô phóng vệ tinh GLONASS đầu tiên vào không gian vào ngày 12 tháng 1983 năm 1993, và vào năm 1995, hệ thống này đã được đưa vào sử dụng ở Nga, mặc dù là một phiên bản bị cắt bớt. Và chỉ đến năm 24, GLONASS đã được đưa vào đội ngũ 100 thiết bị, cơ sở hạ tầng mặt đất đã được cải thiện và điều hướng kiếm được 15%. Khi đó, độ chính xác của việc xác định tọa độ là 25-5 mét, xác định thành phần vận tốc (phương án mới) - 6,5-0,25 cm / s, và xác định thời gian bằng thiết bị trong nước có thể thực hiện với độ chính xác 0,5 -5 μs. Nhưng trong vòng sáu năm, chòm sao quỹ đạo đã giảm xuống còn 2001 vệ tinh và mọi thứ đã sẵn sàng cho việc loại bỏ hoàn toàn hệ thống định vị vệ tinh của Nga. Lần sinh thứ hai diễn ra vào tháng XNUMX năm XNUMX, khi chính phủ Liên bang Nga thông qua chương trình mục tiêu liên bang "Hệ thống định vị toàn cầu", được thiết kế ở một mức độ nào đó để cạnh tranh với GPS. Nhưng đó là một câu chuyện hơi khác.
tin tức