Для большинства из нас интерес слежения за спутниками расширен до малой горстки спутников. Касается ли это радиолюбительских или метеоспутников, TVRO или даже объединенной GPS/GLONASS группировки, мы обычно говорим приблизительно о десятках спутников. Даже если мы рассматриваем все действующие спутники на орбите, мы все еще говорим только приблизительно о сотнях спутников. Но имеются среди нас люди, чья работа состоит в ежедневном сопровождении 8500 спутников на околоземных орбитах — полезных нагрузок, бустеров (отработавших стартовых ускорителей) и других обломков. Это персонал Космического Центра Управления (SCC), скрытого глубоко в горах Cheyenne.


Рисунок 1. Командный пункт Cheyenne Mountain

Часть оперативного комплекса (CMOC) Cheyenne Mountain, а именно SCC, ответствена за обнаружение, идентификацию и ежедневное сопровождение всех антропогенных объектов в космосе. Работая под Космическим командованием США для North American Aerospace Defense Command (NORAD), оно управляется прежде всего персоналом из Военно-Воздушных сил, Военно-морских сил и Армейского Космического Командования и Канадских Военно-Воздушных сил. Их основная работа состоит в защите Североамериканского континента и интересов США и Канады во всем мире против угрозы из космоса.

Эти угрозы исходят от ряда источников. Они могут обнаружиться при наблюдении за военными силами в течение конфликта. Или они также могут следовать из случайных событий, вроде падения космического объекта, который может угрожать населению или вызвать ложное предупреждение о ракетном ударе, или возможности столкновения мертвого спутника или фрагмента обломков с объектом типа космического корабля Шаттл. Единственый реальный способ предпринять меры против этих угроз состоит в том, чтобы обнаружить все любые космические объекты, идентифицировать их (выяснить, какова их миссия), и знать, где они находятся (или будут) в любой момент времени.

Космическая сеть наблюдений

Чтобы выполнить работу, SCC полагается на Космическую Сеть Наблюдений или SSN как на глаза и уши. SSN — сеть датчиков, размещенных в двух дюжинах мест во всем мире и управляемых Армией США, Флотом и персоналом Военно-Воздушных сил. SSN использует три простых типа датчиков, чтобы контролировать совокупность ИСЗ: стандартные радиолокационные станции, радиолокационные станции с фазированной антенной решеткой и оптическую систему, известную как Наземная электрооптическая система наблюдения глубокого космоса (GEODSS, Ground-Based Electro-Optical Deep Space Surveillance system).

Рисунок 2. Расположение сети космического наблюдения


Стандартные радиолокационные станции SSN состоят из подвижных и неподвижных антенн. Как правило, эти антенны функционируют в режиме разделенных передатчика и приемника, то есть одна антенна передает импульс, а другая получает отраженный. Одна из наиболее интересных стандартных радиолокационных станций в SSN — система NAVSPASUR — сеть трех передающих и шести приемных радаров, охватывающих континентальную часть США от San Diego, California до Tattnall, Georgia. Расположенная как электромагнитный барьер вдоль 32-33 параллели, через который все спутники с наклонением орбиты, большим чем 33°, должны пройти дважды в сутки (т.е. более чем 80% текущего количества), она может обнаружить объекты, пересекающие ее на расстоянии более 25000 километров.

SSN радиолокационные станции с фазированной антенной решеткой могут сопровождать дюжину или большее количество спутников одновременно и просматривать большие объемы пространства, потому что они не имеют никаких движущихся механических деталей. Взамен того, эти радиолокационные станции составлены из тысяч малых элементов, которые могут быть сфазированы с целью электронного управления антенной. Из радиолокационных станций SSN с фазированной антенной решеткой станция AN/FPS-85 на авиабазе Eglin во Флориде является рабочей лошадкой сети. Она сделана из почти 6000 передающих антенн и 20000 приемных антенн и может сопровождать объекты над горизонтом, за исключением зенита при азимуте 120 градусов. Способная генерировать 30 мегаватт радиочастотной мощности, она может сопровождать космические объекты на расстоянии до 40000 километров.

Рисунок 3. Радиолокационная станция AN/FPS-85 с фазированной антенной решеткой

Каждая GEODSS станция объединяет три телескопа — два основных 40-дюймовых телескопа и один 15-дюймовый вспомогательный — для наблюдения космических объектов в 10000 раз более тусклых, чем можно увидеть невооруженным человеческим глазом. Вместо использования фотокамер, вроде ранее использовавшихся камер Baker-Nunn, на них используются приборы с зарядовой связью (CCD), чтобы с помощью электроники отследить каждый спутниковый маршрут. Затем компьютерная обработка удаляет звезды и другие фоновые источники света, чтобы произвести наблюдения. Как и любая оптическая система, GEODSS может эксплуатироваться только ночью и в ясную погоду.


Рисунок 4. Станция GEODSS

Эта сеть специализированных и совместных датчиков производит до 80000 спутниковых наблюдений ежедневно и посылает их на SCC через резервируемые системы связи. В то время как может показаться, что имеется достаточно много наблюдений, система все еще не позволяет непрерывно следить за всеми объектами на околоземной орбите, прежде всего из-за ограничений, являющихся результатом географического распределения наземных датчиков. В результате SSN использует прогнозирующую методику для мониторинга космических объектов — периодически удостоверяясь, что каждый объект находится там, где ему предсказано быть и генерируя новые наборы элементов, когда объекты находятся вне предсказанных мест.

Чтобы быть способным следить за всеми однажды обнаруженными объектами, 1-ый Эскадрон Командования и Управления (1-ый CACS) поддерживает каталог всех космических объектов, облетающих по орбите землю (и некоторые вне), размером десять сантиметров (примерный размер бейсбольного мяча) и более. За последние годы он каталогизировал почти 25000 объектов. Из 8500 объектов, сегодня сопровождаемых, только приблизительно 7 процентов являются действующими спутниками, 15 процентов являются корпусами ракет и оставшиеся 78 процентов являются или неактивными спутниками, или прочими космическими обломками.

Вычтя количество активных спутников из суммарной совокупности, можно быстро понять, что почти 8000 неуправляемых объектов различных размеров и форм бороздят пространство при скоростях от 3 до 10 км/с. Встреча с одним из них может быть катастрофичной. Слежение за объектами потенциального столкновения — особенно с пилотируемыми космическими кораблями типа Шаттл или космической станцией Мир — важная часть SCC-миссии.

Согласно сведениям Космического Командования США, большинство обломков — примерно 84 процента — обращаются на орбитах выше 800 километров, вдвое выше орбиты Шаттлов или станции Мир. Они оценивают вероятность значительного столкновения с одним из пилотируемых космических кораблей как чрезвычайно малую — одно столкновение в 10000 лет. В космосе — в конце концов — довольно много места. К сожалению, вероятность столкновения с чем-нибудь меньшим десяти сантиметров в размере выше и неизвестна, так как SSN не может в настоящее время сопровождать эти объекты.

Каждая единица в Спутниковом каталоге (SATCAT) идентифицирована двумя уникальными идентификаторами. Первый — международное обозначение. До 1963 международное обозначение состояло из двух частей: (1) запуск года (непосредственно год являлся неявным) и (2) фрагмент запуска. Пуски каждого года были обозначены (по порядку) символами греческого алфавита, и фрагменты каждого запуска были пронумерованы.

Эта система была более, чем адекватна в 1950-ых, когда производилась только горстка запусков в год. В 1961, однако, число пусков превысило число символов в греческом алфавите, так что обозначениям запусков после 24-го запуска в 1961 предшествовала буква A (Альфа) (которая в базе данных была сокращена до A, например, A ALPHA, A BETA). Для бОльшего количества запусков в 1962, начиная с 48-ого предшествовала буква B (Бета) (например, B ALPHA, B BETA ). Быстро стало очевидным, что требовалась новая система.

В 1963 международное обозначение было изменено, чтобы состоять из трех частей: (1) год запуска, (2) номер запуска года (000 до 999) и (3) фрагмент того запуска (от A до ZZZ). Например, космическая станция Мир имеет международное обозначение 1986-017A, то есть это был фрагмент 'A' 17-го пуска 1986 года.

Второй уникальный идентификатор — номер в каталоге NORAD. Это — просто порядковое число, указывающее последовательность, в которой космические объекты добавлялись к SATCAT. Номер по каталогу NORAD и международное обозначение не всегда следуют параллельно, так как возможно обнаружить очередной фрагмент запуска много позже первого обнаруженного фрагмента того запуска. Космическая станция Мир — международное обозначение 1986-017A — имеет NORAD номер 16609. Однако, последний сброс мусора из Мира (да, даже они каталогизируются) имел международное обозначение 1986-017MA и NORAD номер 24673. Международная система обозначений рассматривает любые последующие обломки независимо от того, сколькими годами позже они появились, как части первоначального запуска.

Идентификация спутников по имени может быть проблематичной. Многие спутники имеют несколько бортовых полезных нагрузок, и являются общими для той же самой платформы, которую нужно упомянуть под различными именами. Отдельные радиолюбительские спутники падают в этот класс, потому что они транспортируются на другой полезной нагрузке, которую упоминают по имени радиолюбительского спутника, т.е. полезной нагрузки в сообществе пользователей этого спутника, и под названием основной полезной нагрузки в группе пользователей этой нагрузки. Другие спутники просто имеют несколько имен, как ряд спутников Космос. Всегда лучше всего использовать один уникальный идентификатор, о котором упоминалось выше при упоминании специфического спутника, чтобы гарантировать, что не имеется никакой неоднозначности.

Интерактивный спутниковый каталог

Наличие доступа к текущему SATCAT может быть полезным средством для того, кто связан со слежением за спутниками. Используется ли это для того, чтобы найти что-нибудь специфическое вроде номера по каталогу NORAD для спутника, чтобы получить затем соответствующий набор элементов или только чтобы выполнить некоторые статистические исследования (например, количество полезных нагрузок на орбите, процент запусков США по каталогу), результаты могут быть и полезны, и просветительны. Если бы у меня было больше места, я мог бы угостить вас различными космическими пустяками, показывая тенденции в SATCAT. Возможно, я оставлю это на другой раз.

Взамен я работаю над интерактивной (он-лайновой) версией SATCAT на сайте Celestial WWW. Базирующийся в значительной степени на отчете НАСА Satellite Situation Report. информации Jonathan's Space Report и ежемесячного бюллетеня NSSDC SPACEWARN Bulletin . сайт обеспечит вас поисковым интерактивным каталогом с еженедельными обновлениями. Он должен быть доступен интерактивно с момента, когда вы прочитаете эту статью. Цель состоит в том, чтобы обеспечить текущим каталогом наряду с различными статистиками и таблицами и чтобы упростить для вас механизм ответов на ваши вопросы относительно совокупности ИСЗ. Я надеюсь, что вы найдете его полезным. Как всегда, если у вас есть любые вопросы или комментарии к этой рубрике, пожалуйста, не стесняйтесь входить в контакт со мной по Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. До в следующих встреч!

Рекомендуем ознакомится: http://3434.ucoz.ru