О ИМЬЮВС

53a80ff3f7432630e94bf2e96339ff36.jpg

Fig. 1. Diagram of IMEWS satellite deployment:

Key:

1. IMEWS-14 (Pacific)

2. IMEWS-13 (Atlantic)

3. IMEWS-15 (European)

4. IMEWS-16 (Indian)

5. IMEWS-12 (Far Eastern)

 

A vertical line denotes deployment areas of operational satellites, a broken vertical line denotes deployment areas of reserve satellites, and a broken horizontal line denotes a transfer to other orbits

АМЕРИКАНСКАЯ КОСМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА <ИМЕЮС> И СОЗДАНИЕ ПЕРСПЕКТИВНОЙ СИСТЕМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ПУСКОВ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ РАКЕТ

Космическая система <Имеюс> была развернута в начале 70-х годов для раннего предупреждения американского высшего военно-политического руководства о ракетно-ядерном ударе по территории США. Ее другое наименование - DSP (Defense Support Program). По сравнению с наземными радиолокационными средствами система позволяла на более ранней стадии обнаруживать пуски советских и китайских межконтинентальных баллистических ракет (БР).

Однако в связи с изменениями в военно-политической обстановке и развитием ракетной техники возникла необходимость совершенствования радиоэлектронного оборудования, ужесточения требований и расширения круга задач, возложенных на систему. В основу был положен принцип эволюционной модернизации бортовой и наземной аппаратуры с постепенным увеличением количества оперативных спутников и оптимизацией их орбитального размещения.

В 1970-1974 годах на геостационарной орбите были развернуты три ИСЗ типа <Имеюс> и два стационарных приемных комплекса: в США на авиабазе Бакли (штат Колорадо) и в Австралии (Вумера). Спутник, размещенный в зоне Индийского океана (<индийский>), предназначался для обнаружения пусков советских и китайских МБР, а два ИСЗ (<атлантический> и <тихоокеанский>), расположенные над прибрежными акваториями США, должны были следить за стартами баллистических ракет средней дальности с советских подводных лодок (БРПЛ), которые несли боевое дежурство у побережья США.

Со второй половины 70-х годов основное беспокойство американского военного руководства вызывали советские БРПЛ увеличенной дальности, которые могли достигать территории США из удаленных акваторий Тихого, Атлантического и Северного Ледовитого океанов. Для обнаружения пусков ракет из этих акваторий <тихоокеанский> спутник был смещен почти на 30° к западу от Американского континента (в район 132-136° з.д.). Однако аналогичные попытки переместить <атлантический> спутник ближе к Европе в 1977 и 1980 годах оказались неудачными, поскольку станция наземного комплекса в Бакли не могла вести уверенный прием информации со спутника в удаленном районе Атлантики (36° з.д.) из-за малого значения угла места, под которым был виден ИСЗ, а транспортабельная станция SPS (всего были изготовлены два комплекса), проходившая испытания в тот период, требовала существенной доработки.

Усовершенствованные спутники <Имеюс>, запускавшиеся с 1976 года, имели увеличенный срок расчетного функционирования (возрос с 1,5 до трех лет, реально же они работали по пять-семь лет), что позволило создать на орбите резерв из ИСЗ, отработавших свой срок, но имевших исправную бортовую аппаратуру. По одному резервному спутнику было размещено в зоне Индийского океана и над территорией США, что повысило надежность системы в целом.

Особое внимание уделялось районам базирования советских ПЛАРБ в акватории Северного Ледовитого океана, которая не просматривается с геостационарной орбиты. В середине 70-х годов были разработаны четыре ИСЗ новой модификации, получившей наименование MOS/PIM (Multi Orbit Satellite/Payload Improvments). В 1979 - 1984 годах они были выведены на геостационарную орбиту. В случае возникновения кризисных ситуаций возможен запуск новых спутников на высокоэллиптическую орбиту типа <Молния> для контроля за полярными районами Северного Ледовитого океана (реально на такие орбиты ИСЗ <Имеюс> не выводились).

Спутники MOS/P1M обеспечивали наблюдение уже всей видимой с орбиты поверхности Земли без мертвых зон и были оснащены более мощными передатчиками, что позволяло принимать спутниковую информацию с помощью малогабаритных антенн транспортабельных станций SPS. Диаметр антенн станций SPS составлял 11 м, а стационарных станций LPS -18м.

В начале 80-х годов наибольшую тревогу у американских экспертов вызывали новые советские ракеты средней дальности СС-20, предназначенные для применения на европейских ТВД. Одна из станций SPS в целях оперативного оповещения командования вооруженных сил США в Европе в 1982 году была развернута в Германии (Капаун), а в 1984-м оперативный район <атлантического> спутника был смещен на 25° ближе к Европе. Таким образом, районы базирования советских БР в Европейской части СССР оказались под двойным контролем <атлантического> и <индийского> спутников.

ХАРАКТЕРИСТИКИ МОДЕЛЕЙ ИСЗ <ИМЕЮС>

ХарактеристикиМодели спутников системы <Имеюс>

Экспериментальные
(фаза 1)Усовершенствованные
(фаза 2)MOS/PIMSEDDSP-I

Годы запусков1970-19731975-19771979-19841984-1987С 1989-го

Количество запущенных ИСЗ (порядковые номера)4 (с 1-го по 4-й)3 (с 5-го по 7-й)4 (с 8-го по 11-й)2 (12-й и 13-й)3 (с 14-го по 16-й)

Расчетный (реальный) срок эксплуатации, пет1,5(3)3(5)3(5)5(7)5-7 (7-9)

Масса ИСЗ, т0,91,041,21,682,38

Мощность системы электропитания, Вт4004805007051275

Количество детекторов ИК приемника телескопа20002000200060006000

Рабочая длина волны ИК телескопа, мкм2,72,72,72,7 и 4,32,7 и 4,3

Основные этапы развития системы, обусловленные совершенствованием ИСЗРазвертывание системы обнаружения МБР и БРПЛРасширение зоны контроля за пусками МБР и БРПЛ увеличенной дальностиГлобальный контроль за пусками МБР, БРПЛ, ОТР, ТР и ракет других классов

Основная проблема обнаружения пусков оперативно-тактических ракет (ОТР) связана с низкой интенсивностью свечения факела двигателей и небольшой продолжительностью их работы. В 80-х годах были разработаны спутники <Имеюс> нового поколения, получившие наименование DSP-I (DSP - Improved). Их бортовые телескопы работали в двух участках ИК спектра (средние значения длин волн 2,7 и 4,3 мкм вместо только 2,7 мкм у старых ИСЗ) и имели 6000 детекторов (ранее было 2000). Новый диапазон позволял обнаруживать ракеты с малой интенсивностью свечения факела. Вторая проблема - небольшая продолжительность работы двигателей ОТР - устранялась путем увеличения количества оперативных спутников, одновременно контролирующих ракетоопасные районы.

Для обеспечения поэтапного освоения новой аппаратуры и модернизации наземного комплекса в 1984 и 1987 годах были запущены два спутника (<Имеюс-12 и -13>) переходной модели SED (Sensor Evalutionary Development), которые использовали старую конструктивную базу, но были оснащены новыми телескопами.

Технические возможности спутников моделей SED и DSP-I позволяли обнаруживать старты баллистических ракет из любого района Земли. Для реализации концепции глобального контроля за пусками БР орбитальная группировка системы к 1985 году была перестроена таким образом, что три оперативных спутника были примерно равномерно разнесены вдоль экватора на 110-130° по долготе.

 

Бортовая аппаратура новых моделей ИСЗ (с 1989 по 1993 год запущено три образца: <Имеюс-14, -15 и -16>) позволяла обнаруживать МБР и ОТР, в также тактические, зенитные, противокорабельные и другие ракеты и даже реактивные самолеты на форсажном режиме. В связи с этим в США началась ускоренная разработка аппаратуры оперативного доведения сигналов оповещения по каналам спутниковой связи до тактического звена вооруженных сил США (например, до КП авиакрыльев ВВС - о массовых взлетах самолетов, до кораблей ВМС - о пусках противокорабсльных ракет, до КП частей и соединений сухопутных войск - о пусках ОТР и тактических ракет). Получив такие сигналы, командиры на ТВД могут в боевой обстановке своевременно предпринять ответные меры.

 

С конца 80-х до начала 90-х годов космическая система <Имеюс> приобретает значение средства глобального слежения за пусками ракет различных классов, ведения обзорной разведки на ТВД в ИК диапазоне и оперативного оповещения пользователей различных звеньев управления вооруженных сил - от стратегического до оперативно-тактического.

Расширение круга задач, решаемых системой в интересах командований американских войск на ТВД, потребовало изменения организационной структуры (система подчинена объединенному космическому командованию вооруженных сил США) и увеличения количества оперативных спутников на орбите. С 1988 года началась эксплуатация четвертого оперативного ИСЗ (<европейского>) в районе 8-10° в.д., который контролировал пуски БР на Европейском континенте и передавал данные на приемную станцию в Германии. В 1991 году был введен в строй пятый оперативный спутник (<дальневосточный>) в восточной части Индийского океана.

 

Таким образом, современная орбитальная группировка системы в составе пяти оперативных спутников обеспечивает трех-четырехкратный контроль основных ракетоопасных (с точки зрения американского руководства) районов в Европе и Азии, в том числе на Ближнем и Дальнем Востоке.

Первое боевое применение системы <Имеюс> для оповещения вооруженных сил США о пусках иракских ОТР в 1991 году оценивалось в американской печати как весьма успешное (было обнаружено 98 проц. всех пусков). При этом утверждалось, что для решения таких задач система не была предназначена. Однако доработка аппаратуры для обнаружения оперативно-тактических ракет велась уже с середины 80-х годов. Например, в военной печати сообщалось, что в 1990 году в Европе проводились работы по оперативному доведению сигналов оповещения о пусках советских ОТР до пунктов управления ЗРК <Патриот>. Современные публикации содержат более критические оценки функционирования системы.

В ходе конфликта обнаружение пусков иракских ракет осуществляли <индийский> и <европейский> ИСЗ <Имеюс-16 и -15> (70° в.д. и 10° в.д. соответственно), а также новый -<Имеюс-12>, запущенный в ноябре 1990 года и проходивший ускоренные испытания в Дальневосточной зоне. Кроме того, мог использоваться <атлантический> спутник <Имеюс-13> (39° з.д.), который к началу 1991 года имел ограниченные возможности из-за длительной девятилетней эксплуатации.

 

Обработку данных от ИСЗ осуществляли практически все наземные средства системы: комплекс в By мера (от <индийского> и <дальневосточного>), станция в Капаун (от <европейского>) и комплекс Бакли (от <атлантического>). В зависимости от объема полученной информации после обработки потребителям передавался либо полный доклад о пуске, содержавший данные о времени, координатах точки старта, типе БР и оценочном районе падения (точность определения точки старта 3-5 км, время предупреждения 1-5 мин), либо только сигнал предупреждения о пуске БР.

Сигнал тревоги вместо полного доклада поступил, например, при пуске ракеты, которая поразила американскую казарму в г. Дахран, что привело к самым крупным потерям американцев за всю войну с Ираком (погибло 28 военнослужащих). Несмотря на то что пуск ракеты был обнаружен тремя спутниками (<Имеюс-12, -13 и -15> сделали . по две-три засечки), полный доклад так и не был передан в войска.

Не удалось решить в ходе войны и задачу выдачи предварительных целеуказаний по ОТР на РЛС комплексов <Патриот>. Космическая система <Имеюс> фактически являлась первым эшелоном системы ПРО, развернутой командованием многонациональных сил на Ближневосточном ТВД и включавшей также средства авиационной, наземной и космической видовой и радиотехнической разведки, наземную РЛС США в Турции, средства связи и комплексы <Пэтриот>. Перехват иракских баллистических ракет над населенными зонами приводил к жертвам и разрушениям даже в случае попадания противоракет в цель. Так, по данным израильских военных специалистов, первые ракетные атаки по израильским городам, не защищенным этими комплексами, привели к меньшим жертвам и разрушениям, чем примерно такое же количество атак после развертывания батарей <Пэтриот>.

Последствия ракетных ударов были бы менее серьезными, если бы на основе грубых целеуказаний еще до момента обнаружения подлетающих иракских БР радиолокаторами комплексов <Пэтриот> проводились предварительные пуски противоракет для перехвата этих БР на максимальном удалении от обороняемого объекта.

Несмотря на использование информации от четырех спутников, американским специалистам не удавалось рассчитывать азимут плоскости стрельбы и координаты районов падения боевых частей с точностью и оперативностью, достаточной для проведения предварительных пусков. Более того, из-за организационных и технических неурядиц данные об азимуте пусков БР не передавались на боевые комплексы противоракет, а некоторые бригады сухопутных войск, действовавшие вне зоны ответственности корпусных средств ПВО, не получали и сигналов оповещения о ракетных ударах.

Небыла решена и задача наведения ударных авиационных групп на мобильные пусковые установки иракских БР по данным спутников. Сигналы оповещения поступали на КП авиакрыльев через 5-7 мин после пуска, а ударные авиагруппы появлялись в предполагаемых районах старта БР через 15-30 мин, когда ПУ успевали уже покинуть его.

Проблема обнаружения мобильных пусковых установок даже в условиях слабопересеченной пустынной местности оказалась гораздо сложнее, чем предполагалось ранее, и, хотя к ее решению, помимо системы <Имеюс>, были привлечены крупные силы авиационной и космической разведки, ракетные обстрелы со стороны Ирака продолжались до конца войны.

По мнению наиболее критически настроенных американских экспертов, боевое применение системы <Имеюс> могло бы оказаться полностью неэффективным, если бы <не было элементов везения и ошибок иракских военных>. Анализ его результатов в ходе конфликта в зоне Персидского залива дал новый импульс совершенствованию космической системы предупреждения.

 

Основными недостатками существующей системы считаются: низкая периодичность обзора земной поверхности (один обзор за 10с), что связано с невысокой чувствительностью фотоприемников; наличие централизованной обработки данных, снижающей оперативность доведения их до потребителей на ТВД; существование периодов <ослепления> бортовой аппаратуры спутников отраженным солнечным излучением.

Американское командование предполагает закупить еще семь спутников модели DSP-I (от <Имеюс-17> до <Имеюс-23>), причем с ИСЗ N19 подвергнуть значительной модернизации их бортовую аппаратуру обработки и передачи данных на Землю, в том числе о пусках ОТР на ТВД, поскольку повышение оперативности этих процессов по-прежнему является ключевым вопросом, Указанные спутники обеспечат функционирование системы после 2000 года.

Разработанные в середине 80-х годов мобильные комплексы приема и обработки спутниковой информации типа MGT, предназначенные прежде всего для повышения живучести наземного элемента системы, были напрямую связаны с КП НОРАД и не приспособлены для оперативного оповещения пользователей на ТВД. Новые приемные станции, разрабатываемые совместно сухопутными войсками и ВМС США по программе TSD (Tactical Surveillance Demonstration), TAGS (Tactical Ground Station) и <Рэдиэнт айвори>, будут размещаться на ТВД и передавать обработанную информацию непосредственно пользователям оперативно-тактического звена. Ожидается, что до 1995 года на эти программы будет израсходовано около 48,4 млн. долларов. В 1993-1994 годах в США и ФРГ проводились испытания первых двух прототипов приемных станций. При условии выделения достаточного количества средств командование ВМС планирует закупить два комплекта станций, а сухопутных войск - пять.

Концепция работы новой приемной станции при обнаружении малоконтрастных целей базируется на нескольких нововведениях: понижение порогов срабатывания ИК детекторов телескопа спутника, что повышает вероятность обнаружения и продолжительность сопровождения целей с низкой интенсивностью свечения факелов двигателей; одновременная обработка засечек цели, сделанных несколькими спутниками с разных точек геостационарной орбиты (<стереоизображений>), что повышает точность засечек; обработка полученных данных с использованием баллистических моделей БР для более точного прогноза параметров траектории ОТР.

Концепция, над которой работают специалисты ВВС в рамках программы <Тэлон шилд>, предусматривает альтернативную централизованную схему обработки данных от ИСЗ <Имеюс> на КП НОРАД с последующей передачей сигналов оповещения объектам на ТВД.

В 1992 году командование ВВС заключило контракт на 24,5 млн. долларов с фирмой <Аэроджет> на разработку комплекса СТРЕ (Central Tactical Processing Element) для обработки данных от спутников <Имеюс> и других средств (включая РЛС на ТВД) о малоконтрастных целях типа самолетов и ракет с малой интенсивностью излучения факелов двигателей и оперативной выдачей информации потребителям на ТВД. Основу системы составляет 12-процессорный вычислительный комплекс с параллельной архитектурой, разработанный фирмой <Силикон графике> и установленный на КП НОРАД. Быстродействие комплекса 60 млн. опер./с, тактовая частота 100 МГц, в дальнейшем ее предполагается повысить до 150 МГц.

В конце 1993 года планировалось провести первые реальные испытания комплекса СТРЕ со <стереообработкой> данных измерений от нескольких ИСЗ <Имеюс> с выдачей сигналов предупреждения в масштабе времени, близком к реальному. Работы по программе <Тэлон шилд> предполагается завершить к 1997 году.

Дальнейший качественный скачок, который позволит расширить класс обнаруживаемых и сопровождаемых целей, повысить чувствительность и надежность космической системы предупреждения, в США связывают с разработкой спутников нового поколения, которые заменят существующие ИСЗ после 2005 года.

Работы по созданию новой системы обнаружения пусков БР ведутся с 1979 года параллельно с модернизацией системы <Имеюс>. По мнению американских специалистов, возможности дальнейшего совершенствования бортовой аппаратуры имеющихся спутников в значительной мере исчерпаны. Потенциальная чувствительность датчиков и точность засечки стартующих ракет ограничены принятой при разработке ИСЗ в конце 60-х годов конструктивной схемой (сканирование вращением телескопа) и низкой скоростью обзора поверхности Земли.

Перспективные ИСЗ в разные годы создавались по программам AWS (Advanced Warning System), BSTS (Boost Surveillance and Tracking System) и FEWS (Follow-on Early Warning System), но эти проекты не выходили на этап полномасштабной разработки из-за большой стоимости и риска, связанных с внедрением новых технологий создания многоэлементных матричных фотоприемников, осуществляющих непрерывный обзор или высокоскоростное сканирование всей поверхности Земли, легкой крупногабаритной оптики и систем обработки данных на борту ИСЗ.

Исследования по программе AWS велись по заказу ВВС США в 1979-1984 годах. Впервые изучалась возможность слежения за работой нескольких ступеней БР с помощью матричных фотоприемников с перестраиваемыми оптическими фильтрами и одновременно в нескольких частотных диапазонах оптического спектра. После бортовой обработки данные предполагалось передавать непосредственно потребителям на ТВД. В качестве дополнительной задачи планировалось осуществлять обнаружение и сопровождение воздушных целей в средневолновой части ИК спектра.

 

В 1984 году, после начала работ по программе СОИ (стратегическая оборонная инициатива), AWS была переориентирована на создание системы BSTS, которая рассматривалась в качестве первого элемента многошелонированной системы ПРО. Предполагалось, что новая система должна обеспечивать обнаружение массового старта МБР в условиях широкого применения средств противодействия, в том числе ядерных, и выдавать данные предварительных целеуказаний системе боевого управления и связи ПРО с точностью около 1 км. Бортовая аппаратура обработки должна иметь высокую степень радиационной защиты и уменьшать скорость потока данных от нескольких сот мегабит в секунду до нескольких десятков килобит в секунду.

Конкурсную разработку новых спутников, на которую было затрачено около 1 млрд. долларов, вели две группы фирм, возглавляемые соответственно <Локхид> и <Грумман>. Первый проект предусматривал использование более дешевого сканирующего телескопа. Фирма <Грумман> отказалась от принципа сканирования и разработала фокальную матрицу из 2000 модулей, каждый из которых содержит около миллиона чувствительных элементов. При изготовлении матрицы обе фирмы использовали теллурид ртути и кадмия, а для зеркала телескопа диаметром около 1м- керамику, бериллий и карбид кремния. В качестве бортовых процессоров планировалось широко применять сверхбыстродействующие радиационно-стойкие микросхемы.

Внешний вид ИСЗ, разработанного по программе BSTS фирмой <Грумман>, представлен на рис. 2. Характерной особенностью спутника массой 5,4 т является использование трехосной системы стабилизации, оптической системы с трехзеркальным телескопом и единого блока, объединяющего фотоприемники, процессор и радиатор системы терморегулирования. Программа была закрыта в начале 90-х годов из-за дублирования основных функций системами BSTS и <Бриллиант Айз>, а также ее высокой стоимости, неприемлемой после окончания <холодной войны>. Однако основные технические решения, полученные в процессе работы, сохранены в дальнейших проектах.

В июле 1992 года по заказу ВВС США началось конкурсное проектирование новой системы FEWS, которое вели две группы фирм, возглавляемые <Томсон - Рамо -Вулдридж> и <Локхид> (контракты стоимостью по 240 млн. долларов).

Требования к новой системе были сформулированы уже с учетом опыта войны с Ираком и ожидаемого к концу 90-х годов широкого распространения в мире ракетного оружия средней дальности..

Предполагалось, что перспективная система, развертывание которой должно начаться с 2000-х годов, обеспечит обнаружение пусков МБР и ОТР в глобальном масштабе, проведение полной бортовой обработки данных и оперативной передачи их на ТВ Д. Специалисты считают, что благодаря применению принципа стереообработки район местонахождения подвижной ПУ ОТР, рассчитываемый системой, будет иметь размеры <стадиона, а не города>, как у современной <Имеюс>. Бортовые процессоры предназначены также для устранения фоновых излучений и ложных засветок, а применение аппаратуры межспутниковой связи позволит отказаться от использования наземных комплексов вне пределов территории США.

Проект перспективного спутника системы FEWS, разработанный фирмами <Томсон - Рамо - Вулдридж> и <Грумман> (рис. 3), при массе 3,1 т имеет, как и ИСЗ программы BSTS трехосную систему стабилизации и многоэлементную матрицу фотоприемников, установленную в фокальной плоскости телескопа с трехзеркалыюй оптической системой.

Конкурсное проектирование системы FEWS по предложению министерства обороны США в ноябре 1993 года было прекращено из-за высокой стоимости (около 11,7 млрд. долларов на период 1995 - 2019 годов) и несоответствия тактико-технических требований, предъявляемых к ней, и изменившейся военно-стратегической обстановки в мире.

Министерство обороны США предполагает в 1995 году начать разработку новой космической системы обнаружения пусков БР - ALARM (Alert, Locate And Report Missiles), которая предназначена для обнаружения пусков не только МБР и БРПЛ, но  и тактических, оперативно-тактических и крылатых ракет, а также полетов высотных самолетов. По мнению американских экспертов, в ближайшие годы эта задача станет одной из основных для перспективной космической системы обнаружения пусков ракет, которая должна будет обеспечивать оперативное доведение данных до потребителей в " интересах организации ПРО на ТВД.

Согласно выдвигаемой Пентагоном концепции, перспективная система ALARM по своим характеристикам должна занимать промежуточное положение между существующей <Имеюс> и отвергнутой FEWS с возможностью поэтапного усовершенствования ее аппаратуры по мере отработки новых технологических решений-и доведения характеристик системы FEWS до проектных.

Предполагается, что спутники ALARM будут иметь меньшие стоимость и возможности по сравнению с FEWS, но лучшие характеристики по обнаружению ОТР и ТР, чем у современных ИСЗ <Имеюс>. Основными направлениями снижения ее стоимости являются:

- совмещение наземных комплексов ALARM и <Имеюс>, в результате чего отпадает необходимость создания дорогостоящих наземных станций;

- обеспечение обнаружения пусков ТР и ОТР только в двух регионах Земли вместо глобального охвата, как у системы FEWS;

- отказ от установки на борту перспективных ИСЗ приборов обнаружения ядерных взрывов (они размещены на спутниках НАВСТАР), а также аппаратуры бортовой обработки данных и межспутниковой связи (имеется на спутниках первых моделей);

- использование ракет-носителей среднего класса вместо дорогостоящих тяжелых ракет <Титан-4> (около 300 млн. долларов).

В результате предложенных мер стоимость разработки системы ALARM может составить около 1 млрд. долларов в 1995-1999 годах вместо 5 млрд., которые планировалось выделить на создание системы FEWS в этот же период.

В случае утверждения проекта ALARM конгрессом США в 1995-1997 годах планируется провести работы по конкурсному эскизному проектированию и в октябре 1997-го приступить к полномасштабной разработке, в результате чего первый спутник может быть выведен на геосинхронную орбиту в 2004 году.

Проект ALARM уже сейчас подвергается жесткой критике. По оценкам контрольно-финансового управления конгресса США, суммарная стоимость жизненного цикла систем ALARM и FEWS в 1995-2019 годах приблизительно равна 11,3 и 11,7 млрд. долларов соответственно, а возможности первой существенно ниже. Специалисты министерства обороны США утверждают, что основная экономия (по сравнению с FEWS) будет достигнута в следующем десятилетии в результате совершенствования технологии производства бортовой аппаратуры, начиная с четвертого образца (после 2007 года). Окончательное решение о работах по программе ALARM будет принято в конгрессе США в конце текущего года.

Вопросы эксплуатации и совершенствования космической системы обнаружения пусков ракет в настоящее время приобретают политическую окраску. Ввиду того что такие дорогостоящие системы, созданные только в США и России, с окончанием <холодной войны> утрачивают свое значение первого эшелона стратегической системы предупреждешы, американской стороной рассматриваются вопросы предоставления спутниковой информации другим странам для обнаружения пусков ОТР во время локальных конфликтов.

Данные системы <Имеюс> уже передавались, например, Израилю в 1993 году во время нанесения ударов американскими крылатыми ракетами по иракским объектам (для своевременного обнаружения возможных ответных пусков ОТР со стороны Ирака по Израилю). Рассматриваются варианты предоставления данных предупреждения Южной Корее, Японии и европейским странам в случае возникновения угрозы нанесения ракетных ударов со стороны Северной Кореи, Китая или арабских государств. Такая информация будет предоставляться наряду с поставками в эти страны весьма дорогостоящих компонентов систем ПРО на ТВ Д (комплексов <Пэтриот> или их более совершенных вариантов). По мере дальнейшего развития системы обнаружения пусков ракет ее наземные приемные комплексы станут важной частью перспективных систем ПРО на ТВ Д.

БАЗА ПАТЕНТОВ ПО ТЕПЛОМЕТРИИ И ДИЭЛЕКТРИКАМ (СМ.: ИНТЕРФЕРОМЕТР ОПТИЧЕСКИЙ И РАДИО) 
- http://www.findpatent.ru/patent/20/201731.html 
- http://www.findpatent.ru/patent/16/165845.html 
- http://www.findpatent.ru/patent/204/2046369.html 
- http://www.findpatent.ru/patent/21/218428.html 
- http://www.findpatent.ru/patent/248/2480780.html 
- http://www.findpatent.ru/patent/245/2458356.html 
- http://www.findpatent.ru/patent/239/2396574.html

http://www.findpatent.ru/patent/204/2046369.html
- http://bd.patent.su/2396000-2396999/pat/servl/servlet95b3.html 
- http://bd.patent.su/2348000-2348999/pat/servl/servlet93e8.html 
- http://bd.patent.su/2369000-2369999/pat/servl/servlet10fe.html 
- http://bd.patent.su/2382000-2382999/pat/servl/servlet6aab.html 


КОСМИЧЕСКИЙ СКАНИРУЮЩИЙ ТЕПЛОПЕЛЕНГАТОР 
Использование: оптическое приборостроение, в системах тепловизионной техники. Сущность изобретения: теплопеленгатор содержит основание 1 носителя, с которым через управляемые магнитные опоры 2 соединен корпус 3 "плавающего" приемного узла 4, включающего оптическую систему 5, линейчатый приемник 6 излучения и блок 7 первичной обработки сигналов. Оптическая ось 8 оптической системы 5 установлена под углом к оси 9 вращения приемного узла 4. На корпусе 3 соосно с осью 9 размещены тородоидальный броневой сердечник 10 трансформатора с вторичной обмоткой 11 и излучатель 12 оптопары, а на основании 1 носителя без механического контакта с корпусом 3 неподвижно закреплены сердечник 13 с первичной обмоткой 14 и приемная часть 15 оптопары, соединенная с блоком 16 вторичной обработки сигналов. Управляемые магнитные опоры 2 включают магнитопроводящее кольцо 17 и группу концентрично расположенных постоянных магнитов 18 с дополнительной обмоткой, электрически соединенной с блоком стабилизации и управления. Приемный узел 4 в корпусе 3 вращается вокруг оси 9 за счет секторов 21 асинхронного привода. 3 з. п. ф-лы, 3 ил. 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к сканирующим приборам обнаружения, и может быть использовано при разработке систем тепловизионной техники. 

Известны оптические системы сканирования с коническим обзором пространства при помощи наклонных зеркал, клиньев, оптические оси которых установлены под углом к оси вращения, проходящей через неподвижный приемник излучения. Эти оптические системы используют в самолетных сканирующих приборах для последовательного получения по строкам изображений подстилающей поверхности при помощи одноэлементного приемника излучения. Для получения более широкого участка (строки) подстилающей поверхности необходимо применить многоэлементный линейный приемник излучения, но это приводит к тому, что требуется вместе с объективом поворачивать и приемник излучения. Осуществление этого в классических схемах приводит к ряду существенных проблем: установка блоков в опорах при механическом контакте с корпусом ухудшает разрешающую способность, так как такой вращающейся системе свойственны вибрация, износ трущихся деталей, снижение ресурса работы; установка гибких проводов и скользящих контактов для питания приемника излучения и передачи информации с него ведет к ненадежности функционирования всей системы. 

Поэтому в условиях невесомости и практически отсутствия сопротивления воздуха в космическом пространстве представляется возможность за счет вращения всего космического носителя совершать сканирование пространства всей оптической системой. Такой способ сканирования за счет вращения космического носителя применен в теплопеленгаторе США спутника "TMEWS", содержащем корпус носителя, внутри которого под углом 7,5о к оси аппарата установлен телескоп, в фокальной плоскости которого размещен линейчатый приемник излучения, блок питания и блоки обработки сигналов. При вращении космического носителя со скоростью 6 об/мин поле зрения телескопа равное 6,8о совершает периодическое сканирование наблюдаемого пространства по круговой траектории в общем телесном угле 2= 18,8о при центральной мертвой зоне 5,2о. Отображение информации о пространстве предметов производится в простой радиальной системе координат, которая без избыточности согласуется с геометрией наблюдаемого пространства. При таком однонаправленном круговом сканировании обеспечивается 100% КПД сканирования, с минимальной задержкой по времени ведется обработка информации. 

К недостаткам данного устройства можно отнести потребности в больших затратах энергии, требуемой для закручивания, поддержания скорости вращения и коррекции оси визирования всего носителя. 

Цель изобретения снижение потребляемой энергии для вращения сканирующего устройства и прецизионной стабилизации поля обзора с сохранением положения оси визирования путем снижения инерционных масс вращающихся частей. 

Это достигается тем, что в космическом сканирующем теплопеленгаторе, содержащем основание, жестко связанное с корпусом носителя, установленную под углом к оси вращения корпуса приемного узла оптическую систему, в фокальной плоскости которой размещен линейчатый приемник излучения, блок питания и блоки первичной и вторичной обработки сигналов, оптическая система, приемник излучения и первичный блок обработки сигналов объединены в приемный узел, корпус которого соединен с основанием носителя через управляемые магнитные опоры, вторичный блок обработки сигналов, размещенный на основании, энергетически сопряжен с блоком первичной обработки через рабочий зазор, например, при помощи оптопар с открытым оптическим каналом. При этом блок питания может быть выполнен в виде кольцевого разрезного броневого транспортера, установленного концентрично оси вращения приемного узла, одна часть блока питания размещена на основании носителя, а другая на приемном узле. Кроме того, с целью изменения угла обзора оптическая система выполнена с возможностью изменения угла наклона оптической оси объектива к оси вращения корпуса приемного узла. 

На фиг.1 изображена общая схема теплопеленгатора; на фиг.2 схема управляемых магнитных опор; на фиг.3 поле обзора теплопеленгатора. 

Теплопеленгатор содержит основание 1 носителя (см. фиг.1), с которым через управляемые магнитные опоры 2 соединен корпус 3 "плавающего" приемного узла 4, включающего оптическую систему 5, линейчатый приемник 6 излучения и блок 7 первичной обработки сигналов. Оптическая ось 8 оптической системы 5 установлена под углом к оси 9 вращения приемного узла 4. На корпусе 3 соосно с осью 9 вращения размещены также тороидальной броневой сердечник 10 трансформатора с вторичной обмоткой 11 и излучатель 12 оптопары, а на основании 1 носителя без механического контакта с деталями корпуса 3 неподвижно закреплены тороидальной броневой сердечник 13 с первичной обмоткой 14, питающейся от сети переменного тока, и приемная часть 15 оптопары соединенная с блоком 16 вторичной обмотки сигналов информации. Управляемые магнитные опоры 2 включают магнитопроводящее кольцо 17 (см. фиг.2), жестко соединенное с корпусом 3 приемного узла 4, и группу концентрично расположенных постоянных силовых магнитов 18 с дополнительной обмоткой 19, электрически соединенной с блоком 20 стабилизации и управления. Приемный узел 4 в корпусе 3 вращается вокруг оси 9 за счет секторов 21 асинхронного привода. Приемный узел 4 в корпусе 3 может изменять угол наклона дискретно или плавно при помощи соответствующих известных приводов. 

Космический сканирующий теплопеленгатор работает следующим образом. 

При полете носителя приемный узел 4 вместе с корпусом 3 свободно вращается вокруг оси 9 в магнитных опорах 2. Управление положением кольцевого магнитопровода 17 в рабочих зазорах между постоянными магнитами 18 осуществляется блоком 20 по соответствующим сигналам от датчика 22, расположенного на носителе и фиксирующего колебания. Оптическая система 5, расположенная под углом к оси 9 вращения корпуса 3, сканирует поле обзора 2 по круговой траектории (см. фиг.3, ось 9 условно повернута на 90о в плоскости чертежа) и передает сфокусированное изображение отдельных участков пространства предметов в плоскость чувствительных элементов линейки 23 приемника 6 излучения. 

Лучистая энергия преобразуется в электрические сигналы, которые обрабатываются в первичном блоке 7 и передаются на дискретные излучатели 12 оптопары, откуда сигналы поступают на приемную часть 15 оптопары и окончательно обрабатываются во вторичном блоке 16. Электроэнергия для питания приемника 6 и блока 7 первичной обработки сигнала при этом передается от первичной обмотки 13 к вторичной обмотке 11 через постоянный зазор посредством индуктивной связи. 

При магнитной левитации в управляемых магнитных опорах отсутствует механический контакт между сканирующим приемным узлом 4 и основанием 1 носителя, поэтому отсутствует трение, что позволяет получить высокие точностные параметры сканирования и повысить ресурс работы устройства. Управляемая характеристика жесткости магнитных опор демпфирует колебания и дополнительно позволяет реализовать прецизионную стабилизацию поля обзора в пределах путации и ухода космического носителя, используя гироскопический эффект вращающегося приемного узла. Вследствие уменьшения габаритов и инерционных масс стабилизация поля обзора и оси визирования требует меньших затрат. 

Формула изобретения 
1. КОСМИЧЕСКИЙ СКАНИРУЮЩИЙ ТЕПЛОПЕЛЕНГАТОР, содержащий основание, жестко связанное с корпусом носителя, установленную под углом к оси вращения корпуса приемного узла оптическую систему, в фокальной плоскости которой размещен линейчатый приемник излучения, блок питания и блоки первичной и второй обработки сигналов, отличающийся тем, что оптическая система, приемник излучения и блок первичной обработки сигналов объединены в приемный узел, корпус которого соединен с основанием через управляемые магнитные опоры, вторичный блок обработки сигналов, размещенный на основании, энергетически сопряжен с блоком первичной обработки через рабочий зазор, часть блока питания размещена на основании, а другая его часть на приемном узле. 
2. Теплопеленгатор по п.1, отличающийся тем, что блок вторичной обработки энергетически сопряжен с блоком первичной обработки при помощи оптопар с открытым оптическим каналом. 
3. Теплопеленгатор по п.1, отличающийся тем, что блок питания выполнен в виде кольцевого разрезного броневого трансформатора, установленного концентрично оси вращения приемного узла. 
4. Теплопеленгатор по пп.1 3, отличающийся тем, что, с целью изменения угла обзора, оптическая система выполнена с возможностью изменения угла наклона оптической оси объектива к оси вращения корпуса приемного узла. 

РИСУНКИ 
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3 




 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


ИСТОЧНИКИ И ЛИТЕРАТУРА 
- Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г. Инфракрасные системы смотрящего типа.- Монография. — М.: Логос, 2004. — 452 с. — ISBN: 5-94010-372-8 В монографии изложены физические основы и принципы построения Инфракрасных Систем «Смотрящего» Типа, т. е. систем, где основным узлом является фотоприёмное устройство (ФП, МФП, ЭОП), осуществляющее пространственную выборку изображения. Приводится большое число примеров использования данных систем и основные тенденции их развития. 

- Алешин Б.С., Бондаренко А.В., Волков В.Г., Драб Э.С., Цибулькин Л.М. Оптические приборы наблюдения, обработки и распознавания объектов в сложных условиях.- Москва, Государственный Научно Исследовательский Институт авиационных систем, 1999 год - 140 стр. Книга посвящена актуальной проблеме создания активно - импульсных и многоканальных оптико - электронных систем, работающих в любое время суток и в широком диапазоне изменения внешних условий, в рассеивающих средах, при воздействии световых помех. 

- Волф У., Цисис Г. (ред.) Справочник по инфракрасной технике в 4-х томах. Том 4 - Проектирование инфракрасных систем /Пер. с англ., Москва, Мир, 1999, 472 с. – ISBN 5-03-002927-3 Для научных работников, инженеров и исследователей, разрабатывающих и применяющих приборы и системы ИК-техники, занимающихся лазерным зондированием атмосферы, распознаванием объектов, а также для студентов соответствующих специальностей. 

- Криксунов Л.З., Падалко Г.А. Тепловизоры.- Киев, Издательство: Техника 1987 г. 170 стр. Приведены сведения об устройстве тепловизоров (на PbS, PbSe, InSb, HgCdTe и т. д. ), предназначенных для наблюдения объектов по их собственному инфракрасному излучению. Рассмотрены основные процессы в тепловизорах, их параметры и характеристики. 

- Малинин В.В. Моделирование и оптимизация оптико-электронных приборов с фотоприемными матрицами.- Новосибирск, Наука, 2005. Основы построения формирователей изображения с фотоприемными матрицами. Детально исследуются вопросы моделирования и оптимизации приборов ночного видения, а также систем ориентации космических летательных аппаратов. Формулируются подробные рекомендации по применению разновидностей фотоприемных матриц приборов с зарядовой связью (ФПМ ПЗС) в астрономии. 

- Тришенков М.А. Фотоприёмные Устройства и ПЗС. Обнаружение Слабых Оптических Сигналов.- М., Радио и Связь, 1992 г. , 400 стр. Изложены основы теории обнаружения слабых оптических сигналов с помощью фотоприемных устройств. Рассмотрены практически все типы таких устройств - от одноэлементарных, в том числе на основе лавинных фотодиодов, до матричных на основе приборов с зарядовой связью.

3209411-o.jpg
3209412-o.jpg
3209413-o.jpg