Sự phát triển của vệ tinh trinh sát quang học trong nước
Sử dụng vệ tinh Zenit-2 làm tượng đài. Ảnh: Wikimedia Commons
Kể từ cuối những năm XNUMX, ngành công nghiệp tên lửa và vũ trụ trong nước đã phát triển các vệ tinh trinh sát quang học, và trong những thập kỷ qua, một số dự án khác nhau đã được tạo ra. Các vệ tinh trinh sát đã được phát triển và cải tiến theo nhiều cách khác nhau. Trước hết, thiết bị mục tiêu cải tiến đã được tạo ra và các công nghệ mới để khảo sát và truyền dữ liệu đã được giới thiệu. Kết quả là trong nhiều thập kỷ, các đặc tính kỹ thuật và hoạt động của vệ tinh đã tăng lên đáng kể.
Máy ảnh trong viên nang
Vào cuối những năm 1, OKB-2 của Liên Xô (nay là RSC Energia) do S.P. Korolev đã làm việc trên loạt tàu vũ trụ Vostok. Đặc biệt, vệ tinh trinh sát nội địa đầu tiên mang theo thiết bị chụp ảnh đã được tạo ra với tên gọi “Vostok-2”. Sau đó, sau chuyến bay Yu.A. Gagarin, sản phẩm này được đổi tên thành “Zenit-XNUMX”.
Lần phóng Zenit đầu tiên diễn ra vào tháng 1961 năm 1962, nhưng do trục trặc ở giai đoạn thứ ba của phương tiện phóng nên thiết bị đã phải cho nổ tung. Cuối tháng 1964 năm XNUMX, vụ phóng thành công đầu tiên diễn ra nhưng vệ tinh không giải quyết được vấn đề của nó. Vào tháng XNUMX-XNUMX, chuyến bay thành công đầu tiên đã được thực hiện, trong đó Zenit đã chụp rất nhiều bức ảnh và đưa chúng về Trái đất an toàn. Quá trình thử nghiệm cấp nhà nước đối với sản phẩm được hoàn thành vào năm XNUMX và nó được đưa vào sử dụng.
Bên trái là sản phẩm Yantar-2K sau chuyến bay, bên phải là sản phẩm Resurs-F1 khoa học. Ảnh Chronograph.livejournal.com
Từ quan điểm thiết kế, thiết bị Zenit-2 là một viên nang Vostok hình cầu, bên trong chứa các camera, thiết bị thông minh điện tử, thiết bị điều khiển, v.v. Sử dụng phương tiện phóng, vệ tinh được phóng vào quỹ đạo nhất định và chụp ảnh các vật thể được lập trình sẵn. Ban đầu, người ta cho rằng vệ tinh sẽ truyền dữ liệu trực tiếp từ quỹ đạo, nhưng sau đó thiết kế của nó đã được đơn giản hóa. Những bộ phim đã hoàn thành được chuyển đến Trái đất bằng cách hạ cánh và hạ cánh.
Năm 1968, bộ máy Zenit-2M hiện đại hóa bắt đầu hoạt động. Sau đó, ngành công nghiệp Liên Xô đã tạo ra thêm sáu sửa đổi nữa. Chúng có kiến trúc chung và một số thành phần thống nhất, đồng thời hoạt động theo cùng một nguyên tắc. Sự khác biệt nằm ở thành phần, đặc điểm và khả năng của máy ảnh. Hoạt động của tất cả các phiên bản Zenit tiếp tục cho đến năm 1994 và đến thời điểm này đã có hơn 500 thiết bị được chế tạo và sử dụng.
Cũng vào cuối những năm sáu mươi, các thiết bị Yantar-2K đi vào hoạt động. Chúng có kiến trúc và thiết kế khác, đồng thời cũng mang theo một bộ máy ảnh khác. Ngoài ra, trong thân của một vệ tinh như vậy có thể đặt hai viên nang để phát phim ảnh, giúp cải thiện đáng kể các đặc tính hiệu suất. Từ năm 1989, vệ tinh Orlets-1, được trang bị 2006 khoang hạ cánh, đã đi vào hoạt động. Loại thiết bị này đã được sử dụng cho đến năm XNUMX.
Một trong những lựa chọn vệ tinh cho hệ thống TGR với thiết bị truyền hình ảnh. Đồ họa NPO Mashinostroeniya
Với việc truyền dữ liệu
Các vệ tinh trinh sát với phương pháp hạ cánh để phân phối phim có nhiều nhược điểm rõ ràng. Một vệ tinh như vậy có thời gian hoạt động hạn chế, chỉ có thể chụp một số khung hình nhất định và việc cung cấp dữ liệu tình báo, vì những lý do rõ ràng, đã dừng toàn bộ sứ mệnh. Đồng thời, các biện pháp khắc phục những khuyết điểm này lần đầu tiên được thực hiện trong quá trình phát triển phiên bản đầu tiên của Zenit-2.
Ban đầu, Zenit-2 mang theo một bộ thiết bị truyền hình ảnh Baikal. Nó bao gồm các phương tiện xử lý hình ảnh trên phim, một loại máy quét và thiết bị mã hóa để truyền dữ liệu đến trung tâm điều khiển. Sản phẩm Baikal chỉ có mặt trên XNUMX chiếc Zenits đầu tiên, sau đó nó bị loại bỏ do tính phức tạp và hiệu suất thấp.
Vào tháng 1963 năm 52, Hội đồng Bộ trưởng Liên Xô đã ban hành nghị định về phát triển hệ thống đầy hứa hẹn “Truyền hình Tình báo Toàn cầu” (TGR). OKB-380 (nay là NPO Mashinostroeniya) dưới sự lãnh đạo của V.N. được chỉ định làm nhà thầu chính cho công trình. Chelomey và NII-XNUMX (nay là Viện Nghiên cứu Khoa học Truyền hình) được giao nhiệm vụ chế tạo thiết bị truyền hình quang học. Kết quả của dự án đã được mong đợi vào cuối thập kỷ này.
Một năm sau, OKB-52 trình làng diện mạo chung của hệ thống TGR đầy hứa hẹn. Hai biến thể của vệ tinh với thiết bị truyền hình ảnh, “Kometa-11” và “Mars”, đã được đề xuất, nhằm mục đích trinh sát các mục tiêu trên mặt đất và trên biển. Nhìn chung, các vấn đề kỹ thuật đã được giải quyết nhưng dự án chưa được triển khai trên thực tế vì một số lý do. Cần lưu ý rằng sự thất bại của dự án TGR đã dẫn đến việc Zenit và Yantar tiếp tục hoạt động.
Tổ hợp trinh sát quang học Agat-1 cho trạm Almaz, bao gồm hệ thống Comet-11a. Ảnh của NPO Mashinostroeniya
Tuy nhiên, sự phát triển về chủ đề này không bị mất. Sản phẩm Comet-11 được sửa đổi đã trở thành một phần của tổ hợp trinh sát Agat-1 cho trạm vũ trụ Almaz. Nó cho phép phi hành đoàn của trạm xem và lưu các bức ảnh đã chụp cũng như truyền chúng nhanh chóng về Trái đất.
Năm 1971, việc phát triển dự án TGR mới được triển khai; nó được giao cho OKB-41 (nay là Tập đoàn Kometa) và Phòng thiết kế Yuzhnoye. Nhờ các thành phần mới và tiên tiến hơn, dự án chung của họ có đặc tính kỹ thuật và hiệu suất được cải thiện. Tuy nhiên, vào năm 1976, công việc bị dừng lại, có lẽ là do dự án Almaz đã được khởi động hoàn toàn.
Các sản phẩm “Sao chổi-11”, “Sao Hỏa”, Agat-1”, v.v. Các hệ thống này khác nhau về thiết kế nhưng có nguyên tắc hoạt động chung. Thông qua một thấu kính có các đặc tính cần thiết, hình ảnh của đất liền hoặc biển được chiếu lên bề mặt quang dẫn, từ đó nó được quét bằng ống vidicon. Tín hiệu nhận được được xử lý và ghi lại hoặc truyền về Trái đất. "Kometa-11" cung cấp độ phân giải khoảng 2,5 m, "Sao Hỏa" - lên tới 10 m.
công nghệ số
Hệ thống truyền hình quang học có độ phân giải hạn chế, đó là do sự không hoàn hảo của videocon. Về vấn đề này, vào những năm XNUMX, một cuộc tìm kiếm đã được thực hiện để tìm kiếm các công nghệ mới giúp cải thiện các đặc điểm chính của hệ thống trinh sát và tăng tiềm năng của toàn bộ vệ tinh. Giải pháp được gọi là sạc các thiết bị ghép nối. Vào đầu những năm bảy mươi và tám mươi, ma trận CCD đầu tiên phù hợp để sử dụng trong trinh sát vệ tinh đã được tạo ra.
Mô hình bảo tàng nhà ga Almaz. Nhiều thiết bị trinh sát khác nhau đã có mặt trên nhà ga. Ảnh: Wikimedia Commons
Sử dụng công nghệ này, TsSKB-Progress đã phát triển một vệ tinh mới, Yantar-4KS1. Nó có một ống kính hiệu suất cao tiên tiến, một camera CCD có độ phân giải cao, cũng như một hệ thống xử lý dữ liệu số, các thiết bị lưu trữ băng từ và truyền thông. Sau đó, dự án đã được hoàn thiện - độ phân giải được cải thiện và khả năng chụp ở phạm vi hồng ngoại được bổ sung.
Lần phóng đầu tiên của Yantar-4KS1 diễn ra vào tháng 1982 năm XNUMX. Sau đó, công nghệ này được sử dụng song song với các vệ tinh khác và giải quyết được những nhiệm vụ phức tạp và quan trọng nhất. Các phiên bản hiện đại hóa của vệ tinh với một số tính năng nhất định cũng được đưa vào hoạt động. Theo dữ liệu đã biết, chiếc Yantari cuối cùng được chế tạo và hạ thủy vào giữa những năm XNUMX.
Sau khi hoàn thành công việc trên Yantar-4KS1, việc thiết kế sản phẩm Araks bắt đầu dựa trên các nguyên tắc tương tự nhưng với các đặc tính được cải tiến. Công việc kéo dài và bị đình chỉ vào những năm 1997. Lần phóng đầu tiên chỉ diễn ra vào năm 2002 và vào năm XNUMX, vệ tinh thứ hai được phóng. Do trục trặc kỹ thuật, cả hai sản phẩm chỉ hoạt động được vài tháng rồi thất lạc.
Các vệ tinh trinh sát loài tiếp theo là các sản phẩm Persona. Từ năm 2008 đến 2015, ba sản phẩm như vậy đã được đưa lên quỹ đạo và hai trong số đó vẫn đang hoạt động. Năm 2015, vụ phóng vệ tinh hiện đại đầu tiên “Bars-M” đã diễn ra; vào tháng 2023 năm XNUMX, thiết bị thứ tư như vậy đã được ra mắt.
Cái nhìn tổng quát về cấu hình hoạt động của sản phẩm Yantar-4KS1. Đồ họa "TSSKB-Progress"
Bắt đầu với Yantar-4KS1, tất cả các vệ tinh trinh sát quang học trong nước đều được chế tạo theo nguyên tắc giống nhau và mang theo thiết bị kỹ thuật số. Đồng thời, sự phát triển nhanh chóng của cơ sở phần tử, phần mềm, v.v. giúp cải thiện đáng kể tất cả các đặc điểm chiến thuật, kỹ thuật và vận hành, cũng như tăng hiệu quả tổng thể. Kết quả là, Yantari đầu tiên của những năm tám mươi và các quán bar hiện đại, mặc dù có tất cả những điểm tương đồng, nhưng về cơ bản lại khác nhau ở mức độ đặc điểm.
quá trình tiến hóa
Việc phát triển vệ tinh nội địa đầu tiên để trinh sát loài bắt đầu vào cuối những năm XNUMX - gần như đồng thời với việc tạo ra công nghệ vũ trụ khác. Những kết quả thực tế đầu tiên trong lĩnh vực này đã đạt được vào đầu những năm XNUMX, và chẳng bao lâu sau, vệ tinh đã trở thành một phần không thể thiếu của tình báo quân sự. Cần lưu ý rằng khả năng trinh sát của chòm sao quỹ đạo không chỉ giới hạn ở các phương tiện quang học. Ngoài ra còn có các thiết bị có trang bị radar, thiết bị trinh sát điện tử, v.v.
Không khó để thấy chính xác quá trình tiến hóa của các vệ tinh trinh sát loài diễn ra như thế nào. Mỗi bước tiếp theo trong quá trình phát triển tàu vũ trụ đều trở nên khả thi nhờ sự xuất hiện của các công nghệ và thiết bị mới. Thiết bị dần dần được cải tiến và thể hiện hiệu suất cao hơn và khả năng lớn hơn. Cho đến nay, tất cả các kết quả mong muốn đã đạt được và các lực lượng vũ trang giờ đây có thể tin tưởng vào việc nhận được tất cả các thông tin cần thiết một cách kịp thời.
tin tức