Запуск трёх спутников нового поколения для зондирования Земли в интересах Канадского космического агентства

Миссия RADARSAT Constellation (RCM), состоящая из трех идентичных спутников, обеспечит глобальный охват и ежедневное наблюдение обширной территории Канады и подходов к побережью всех трех океанов: Атлантического, Северного-Ледовитого и Тихого.

Система спутников RCM будет способна просматривать почти любую точку мира каждые 24 часа и ежедневно предлагать снимки обширной территории Канады, океанов и побережий, охватывая районы Арктики до четырех раз в день. Этот потенциал позволит создавать составные изображения, которые показывают изменения во времени, что будет особенно полезно для мониторинга изменения климата, развития землепользования и даже воздействия человека на окружающую среду.

Облетая Землю каждые 96 минут, спутники миссии RADARSAT будут иметь доступ к зондированию 90% поверхности Земли (за исключением зоны вокруг Южного полюса Земли). Каждый спутник в созвездии будет нести радар с синтезированной апертурой, а также автоматизированную систему идентификации морских судов (AIS), которая будет использоваться независимо или в сочетании с радаром.

Миссия расширит возможности Канады по мониторингу и управлению ее природными ресурсами и контроль за окружающей средой, одновременно усилив наблюдение за территорией, обеспечивая безопасность жителей страны. К данным со спутников будут иметь доступ и партнёры Канады. Ожидается, использование спутников и в глобальных экологических проектах во благо мирового сообщества. По некоторым данным США заинтересованы в покупке данных со спутников RCM, как только проект будет запущен.

RADARSAT Constellation - это три спутника, которые будут находиться на солнечно-синхронной орбите высотой 586–615 км. Три спутника будут работать в одной плоскости, на равных расстояниях и будут совершать полёт в так называемой "орбитальной трубе" радиусом лишь 100 метров, чтобы поддерживать перекрытие полосы пропускания радара по дальности. Три спутника будут равномерно распределены на одной орбитальной плоскости, разделенной вокруг земного шара на 32 минуты или приблизительно 14 600 км. Спутники будут двигаться со скоростью 27 200 км / ч и на один оборот уйдет около 96 минут.

Одной из главных движущих сил для поддержания такого полёта спутника является частота манёвров. Моделирование и анализ с частотой не более одного маневра в день отдельно показали, что спутник может находится в нужной 100 метровой зоне в течение 99% времени.

При этом RCM будет обеспечивать улучшенную точность, гибкость и время зондирования по сравнению с их более крупным предшественником спутником RADARSAT-2.

История проекта

2003 - в CSA начали рассматривать идею создания небольших спутников для зондирования Земля.

Декабрь 2004 - проект RCM был представлен Кабинету министров Канады на утверждение, что ознаменовало официальное начало проекта.

С июня 2005 года по март 2008 года - определение требований к проекту. Были также разработаны концептуальный проект и определены предварительная стоимость и график работ. Запуск изначально планировался на ракете Ariane 5 от ESA.

Декабрь 2007 - запуск спутника RADARSAT-2. После запуска RADARSAT-2 многое стало известно об информации, которую можно получить из радиолокационных изображений со спутников и о том, насколько это важно для различных департаментов Канады. Это оказало влияние на концепцию дизайна RCM, которая впоследствии была усовершенствована.

С ноября 2008 года по март 2010 года - предварительный дизайн спутников. Концепция дизайна была уточнена, и предварительный проект спутников завершен. CSA продолжал консультации с другими канадскими правительственными департаментами, которые заинтересованы в этой космической миссии, чтобы гарантировать, что проект эффективно отвечает их требованиям. Кабинет министров Канады утвердил бюджет проекта в $600 млн.

С марта 2010 по ноябрь 2015 - окончательный проект был утвержден. Началось предварительное проектирование элементов наземного сегмента.

9 января 2013 года - Канадское правительство объявило, что наконец приступает к этапу реализации проекта RADARSAT Constellation. Выбран главный подрядчик. Им стала компания Macdonald Dettwiler & Associates (MDA Maxar) она получила контракт на $706 млн.

Первоначально задуманный почти десять лет назад проект, долгожданное объявление которого означало, что Канадское космическое агентство (CSA) могут наконец завершить один из самых важных канадских космических проектов. При этом общая стоимость проекта выросла на $400 млн. и достигла $1.0 млрд.

MacDonald, Dettwiler and Associates (MDA) - это базирующаяся в Ванкувере фирма, которая создала манипуляторы Canadarm и Canadarm2 и первые спутники RADARSAT. MDA была поглощена американской компанией Maxar Technologies, но название компании решили оставить.

2013 год - SpaceX и MDA подписывают контракт на запуск спутников RCM на ракете Falcon 9. Запуск намечался на 2018 год.

4 сентября 2013 - Magellan Aerospace Corporation (Magellan) получила контракт на сумму $110 млн от MDA (Maxar) на производство трех космических аппаратов RCM. Компания Maxar, являясь генеральным подрядчиком проекта, отвечала за проектирование, конструирование и испытания спутников, которые в основном выполнялись на их объекте недалеко от Монреаля. Контракт стал самым крупным космическим контрактом в истории компании Magellan.

Magellan, базирующийся в Виннипеге, построил каркас трех спутников. На пике проекта около 300 человек работали на производстве RCM в 50 компаниях по всей стране. В общей сложности 19 подрядчиков и 125 поставщиков из 7 канадских провинций приняли участие в проекте.

С января 2013 года по сентябрь 2018 года - подготовка оборудование для наземных станций. Все элементы наземного сегмента были изготовлены, испытаны и поставлены. Также было проведено обучение операторов наземного сегмента и составлена эксплуатационная документация. С тех пор расходы программы превысили $1.2 млрд.

Ценник в более чем миллиард долларов, по сравнению с первоначальной оценкой в 600 миллионов долларов, включает расходы на проектирование, постройку, тестирование, запуск и эксплуатацию спутников и наземной инфраструктуры. А также модернизацию системы использования данных со спутников с возможностью постоянного приёма и обработки данных. При этом годовой бюджет CSA обычно составляет около $250 млн.

Май 2017 - тест развертывания антенны радара с синтезированной апертурой (SAR). Она является основным прибором на каждом из спутников RCM и будет излучать радиолокационный сигнал на поверхность Земли и получать обратно своего рода эхо, чтобы получать нужные данные. Этот тест, был предназначен для проверки правильности развертывания SAR на орбите.

Компания DLR поставила высокоточные ретрансляторы в Канадское космическое агентство (CSA) для миссии RCM. Институт микроволновых и радиолокационных исследований DLR является лидером в области калибровки спутников с радаром с синтезированной апертурой (SAR). Он разработал систему калибровки двух транспондеров с возможностью дистанционного управления для CSA. "Основываясь на инновационных разработках, мы достигли предельной точности при разработке калибровочных инструментов в этой области", - объясняет Марко Швердт, руководитель группы калибровки в Институте микроволнового излучения. "Мы определяем свойства обратного рассеяния наших транспондеров с точностью до 0,2 децибела!".

Точная калибровка космических радиолокационных систем необходима для того, чтобы получать точную геофизическую информацию. Радарный ретранслятор работает по следующему принципу - он принимает сигналы, передаваемые спутником, усиливает их до высокоточного, заранее заданного уровня и отправляет их обратно на космический аппарат.

Март 2017 года по июнь 2018 года - испытания в термовакуумной камере (TVAC). Они используются для проверки устойчивости спутника к экстремальным космическим температурам и вакууму.

С июля по октябрь 2018 года - доставка спутников в Калифорнию.

30 сентября 2018 года - последний из трех спутников RCM был доставлен в Калифорнию для подготовки к запуску.

12 июня 2019 года - запуск миссии на ракете SpaceX Falcon 9. Запуск много раз переносился по техническим, финансовым и другим причинам со стороны подрядчиков при производстве спутников. Со стороны SpaceX перенос был вызван форс-мажором - приводнением ускорителя B1050 после миссии CRS-16. После чего последовала смена ступени для запуска на B1051.2, которую было необходимо дождаться для восстановления после миссии Crew Dragon Demo-1.

По планам ввод в эксплуатацию системы RADARSAT Constellation должен произойти летом 2019.

В течение периода ввода в эксплуатацию спутники RCM будут испытаны для обеспечения их функционирования в соответствии с проектными целями и спецификациями.

А с осени 2019 они должны начать предоставлять услуги зондирования поверхности Земли.

Как только спутника будут готовы начнется сбор данных, и данные будут доступны через новую Систему управления данными для наблюдения Земли. Разработанная и поддерживаемая Natural Resources Canada система предоставит доступ к достоверным данным наблюдения Земли для канадской и международной промышленности, а также широкой общественности.

RADARSAT Constellation созданная для удовлетворения потребностей Канады в надзоре за морской средой, управлении стихийными бедствиями и мониторинге экосистем. Миссия будет опираться на успехи спутников RADARSAT-1 и RADARSAT-2.

Для лучшего понимая новой спутниковой системы RCM, расскажем немного о них.

Спутники RADARSAT

RADARSAT-1

RADARSAT-1 первый и самый старый в Канаде спутник наблюдения Земли, сейчас он уже вышел из строя.

RADARSAT-1 был запущен 4 ноября 1995 года с базы Ванденберг в Калифорнии с помощью ракеты Delta II компании McDonnell Douglas. Стоимость спутника (без стоимости запуска) составила около $620 млн. Это был первый в Канаде спутник наблюдения Земли.

Он работал в течение почти 17,5 лет, что значительно превышает его пятилетнюю ожидаемую продолжительность работы, в течение которой он вокруг Земли 90 828 оборота, преодолев более 2 миллиардов километров. Всего спутник сделал более 36 500 снимков и передал их на Землю. Данные были выложены в публичный доступ 1 апреля 2019 года.

Спутник испытал аномалию в работе 29 марта 2007 года и был переведен в безопасный режим. По состоянию на март 2013 года спутник был объявлен неработоспособным и больше не собирает данные.

С момента своего запуска он использовался для отслеживания последствий глобального изменения климата, такого как изменения ледяного покрова, а также для управления ресурсами и стихийными бедствиями. Участвовал в мониторинге стихийных бедствий, составлении карт для гидрологии, океанографии, ледовых исследований и мониторинга побережья Канады. Снимки RADARSAT-1 оказали поддержку операциям по оказанию помощи в 244 катастрофах в Канаде и во всём мире.

RADARSAT-1 предоставил Канаде и всему миру оперативную радиолокационную спутниковую систему, способную своевременно предоставлять большие объемы данных. Спутник оснащался радаром с синтезированной апертурой (SAR) С-диапазона. Он мог получать изображения Земли днем или ночью. Спектральная полоса радара 5,405 ГГц.

Масса спутника составляла 2,750 кг. Разработкой и постройкой спутника занимались компании SPAR Aerospace (MDA/Maxar Technologies), Ball Aerospace и Northrop Grumman Astro Aerospace.

RADARSAT International, Inc. (RSI), канадская частная компания, была создана в 1989 году для обработки и распространения данных спутника RADARSAT-1. Потом она была приобретена компанией Macdonald Dettwiler & Associates (MDA). В 2006 году RSI был переименован в MDA Geospatial Services International. В 2017 году MDA стала компанией Maxar Technologies (при этом сохранив аббревиатуру MDA).

Спутник был размещён на солнечно-синхронной орбите на высоте 793 км.

С орбитальным периодом 100,7 минут RADARSAT-1 совершал оборот вокруг Земли 14 раз в день. Траектория орбиты повторяется каждые 24 дня. Это означает, что спутник находится в одном и том же месте и может делать одно и то же изображение каждые 24 дня.

Каждый из семи режимов луча RADARSAT-1 предлагал различное разрешение изображения от 10 до 100 метров.

Будучи второй по величине страной в мире, с разнообразными ландшафтами и климатическими условиями, Канада признала практические и экономические преимущества использования космоса для наблюдения Земли. Поскольку глобальный экологический мониторинг и защита являются проблемой во всем мире, наблюдение Земли является ключевым приоритетом Канадской космической программы, и RADARSAT-1 был разработан как флагман Канады в этих наблюдениях.

Спутник стал бесценным источником данных наблюдений Земли. Снимки со спутника использовались на международном уровне для управления и мониторинга природных ресурсов.

RADARSAT-2

RADARSAT-2 был запущен 14 декабря 2007 года ракетой-носителем Союз 2.1б-ФГ с разгонным блоком Фрегат с космодрома Байконур, Казахстан. Спутник до сих пор работает.

RADARSAT-2 имеет радар с синтезированной апертурой (SAR) С-диапазона следующего поколения (по сравнению с RADARSAT-1 с несколькими режимами поляризации, включая полностью поляриметрический режим. Его максимальное разрешение составляет 1 м в режиме Spotlight (3 м в режиме Ultra Fine). В режиме ScanSAR Wide Beam радар имеет номинальную ширину полосы 500 км и разрешение изображения 100 м. Спутник имеет уникальную возможность регулярно снимать Антарктику, предоставляя данные по требованию для пользователей в Канаде и других странах.

В отличие от RADARSAT-1, который принадлежал государству, спутник принадлежит и управляется компанией MDA, имеет соглашение о предоставлении данных для правительства Канады в обмен на частичное финансирование строительства и запуска спутника. Работая в C-диапазоне, SAR-радар RADARSAT-2 обеспечивает наличие всех режимов RADARSAT-1 и предлагает широкий спектр дополнительных функций, начиная от улучшения разрешения до гибкости в выборе вариантов поляризации для использования радара SAR. Полностью управляемая компьютером антенна радара обеспечивает возможность электронного управления и может переключаться между режимами работы практически мгновенно.

RADARSAT-2 создан на базе платформы PRIMA компании Alenia Spazio (Италия). Главный подрядчик - компания MDA/Maxar Technologies). Разные узлы спутника собирали также EMS Technologies Canada и компания Alenia.

Имеет массу 2225 кг.

Спутник размещён на солнечно-синхронной орбите на высоте 798 км и 24-x дневный повторный цикл прохождения одной и той же орбиты.

Двигательная система имеет шесть двигателей на метилгидразине и тетраоксиде диазота. Также управление обеспечивается гиродинами.

SAR-радар позволяет получать изображения с пространственным разрешением от 3 до 100 м.

Полоса захвата от 20 до 500 км. Частота захвата спектральной полосы: 5,405 ГГц.

Способный сканировать Землю днем или ночью в любых погодных условиях, RADARSAT-2 получал в среднем более 60 000 изображений в год с момента запуска.

С 2009 года Министерство национальной обороны Канады использует спутник для наблюдения за береговыми линиями Канады и Арктикой. Для реализации этого была проведена модернизация (проект Polar Epsilon) для расширения возможностей спутника для обнаружения морских судов. Модернизация состояла из создания нового режима сканирования, нацеленного на улучшение обнаружения морских судов, а также модернизации наземного сегмента RADARSAT-2. Были построены две новые наземные станции для приема данных.

К 2015 года добавление новой приемной станции X-диапазона Канадского центра картографирования и наблюдения Земли (CCMEO) в Инувике увеличило пропускную способность спутника. Сеть наземных приемных станций продолжает расширяться за счет 46 антенн на различных приемных площадках. Использование SAR-радара неуклонно растет с 3,5 минут на орбиту в 2008 году до 11,4 минут на орбиту в 2018 году.

RADARSAT-2 предлагает ещё более мощные технические достижения, которые улучшают наблюдение за морской средой, мониторинг льда, управление стихийными бедствиями, мониторинг окружающей среды, управление ресурсами и картографирование в Канаде и во всем мире.

Благодаря передовым технологиям, он являлся одним из самых передовых в мире спутников c SAR, делающий радиолокационные изображения для наблюдения Земли.

Спутник предназначен для наблюдения за Арктическим регионом и применяется в следующих областях: ледовая разведка, морская навигация, гидрология, картографирование, геология, разведка природных ресурсов.

Он используется для широкого спектра применений, включая картирование морского льда и маршрутизацию судов, обнаружение айсбергов, мониторинг сельскохозяйственных культур, морской надзор для обнаружения судов и загрязнения, наблюдение за наземной обороной и определение целей, геологическое картирование, мониторинг шахт, картирование землепользования, водно-болотные угодья картографирование, топографическое картографирование.

RADARSAT-2 является незаменимым инструментом управления природными ресурсами и мониторинга окружающей среды в XXI веке.

Наблюдения за Землей значительно развились за последние годы, и канадские спутники RADARSAT-1 и RADARSAT-2 являлись показателем передовых технологий в этой сфере. Вслед за их успехом Канада разрабатывает миссию RADARSAT Constellation с использованием малых спутников, чтобы еще больше повысить способность осуществлять круглосуточное наблюдение Земли из космоса.

Преемником миссией RADARSAT-2 будет миссия RCM, состоящая из трех небольших космических аппаратов (с возможностью увеличения числа до шести). RCM - это эволюция программы RADARSAT с улучшенным использованием данных и повышенной надежностью систем.

О спутниках миссии RADARSAT Constellation (RCM)

Созвездие Миссии RADARSAT (RCM) - это три идентичных спутника основанных на платформе Canadian SmallSat bus. MAC-200 также имеет второе название Canadian SmallSat bus. MAC-200 Magellan была впервые разработана для программы CSA CASSIOPE. Конструкция MAC-200 была модернизирована для размещения большой развертываемой антенны радара SAR и для увеличения пропускной способности подсистемы питания для полезной нагрузки спутников.

Спутники созданы компанией MDA/Maxar Technologies.

Главная полезная нагрузка каждого спутника радар с синтезированной апертурой (SAR) C-диапазона площадью 9,45 м2 (1,37 м х 6,88 м). SAR-радар, будет выполнять все операции формирования изображения, сохранять, шифровать и передавать данные радара. Во время запуска антенны будут находиться в сложенном состоянии и будут развернуты на орбите в рабочие положение. Радар SAR имеет повышенную гибкость применения благодаря многополяризации, включая компактную поляризацию.

Существует также вторичная полезная нагрузка: Автоматическая система идентификации (AIS) для морских судов, которая будет использоваться независимо или совместно с SAR. Структура платформы спутника содержит все электронные блоки полезной нагрузки, причем блоки полезной нагрузки установлены прямо внутри неё.

Платформа RADARSAT основана на стандартной платформе Magellan MAC-200 компаний Bristol Aerospace, Winnipeg, Manitoba, подразделение MAC (Magellan Aerospace Corporation), Оттава.

За питание отвечает одна неподвижная солнечная панель. Средняя мощность 220 Вт, пиковая мощность - 1600 Вт. И дополнительная панель на другой стороне спутника. Подсистема питания платформы MAC-200 использует литий-ионную батарею, подключенная непосредственно к шине питания.

Двигательная система имеет в общей сложности шесть двигателей на метилгидразине и тетраоксиде диазота, топливный бак ёмкостью 37 литров.

Космический аппарат стабилизирован по 3-м осям. ADCS (Подсистема определения и контроля ориентации) использует 6 солнечных датчиков, 2 магнитометра и 2 звездных трекера для определения ориентации. Управление положением спутника обеспечивается 4-мя гиродинами.

Звёздные трекеры на каждом спутнике RCM будет смонтирован непосредственно на несущей конструкции антенны.

Одним из наиболее значительных улучшений, по сравнению с предыдущим поколением спутников RADARSAT, является оперативное использование данных радара с синтезированной апертурой. Рабочий цикл наблюдения - 15 минут на орбиту (до 10 минут непрерывной съемки).

Все летное программное обеспечение, включая ADCS, находится в полностью дублированной высокопроизводительной подсистеме, разработанной для удовлетворения ряда требований миссии. Основная подсистема управления C & DH - это мультичиповая система, она контролирует все функции спутника. Кроме того, подсистема предоставляет возможность выполнять обработку информации от полезной нагрузки. Высокоскоростные интерфейсы облегчают обработку команд, телеметрии и полезной нагрузки. Подсистема C & DH обеспечивает телеметрию до 4 Мбит / с на наземную станцию с дополнительным кодированием Рида-Соломона.

Основной целью RCM является предоставление непрерывных данных в C-диапазоне для пользователей.

Радиосвязь: данные передаются в S-диапазоне. Спутник имеет набор всенаправленных антенн S-диапазона, ориентированных таким образом, чтобы достичь сферического покрытия 99% наземных станций.

Данные полезной нагрузки передаются в X-диапазоне (2 x 150 Мбит / с), спутники имеют хранилище данных емкостью 500 Гбайт.

Ключевые особенности спутников RADARSAT:

- В дополнение ко всем поляриметрическим модам RCM имеют новые компактные режимы поляризации, которые включают в себя круговую поляризацию. Эти режимы сочетают в себе характеристики широкого диапазона с расширенными возможностями поляриметрической классификации.

- Множество режимов съемки. Спутники имеют широкий спектр режимов съемки от режимов высокого разрешения (с разрешением 1 м ? 3 м), подходящих для съемки небольших областей, до режимов съемки с широкой полосой обзора с полосами шириной до 500 км. Режимы съемки с широкой полосой пригодны для наблюдения за морским и наземным пространством. Например, в режиме обнаружения кораблей, который имеет 350-километровую полосу съемки, спутники RCM могут ежедневно обнаруживать корабли длиной 25 м во всех морских районах в пределах 2000 км от побережья Канады.

- Система автоматической идентификации (AIS): Каждый спутник RCM несет приемник AIS. Он будет использоваться независимо или в сочетании с радаром, что позволит улучшить - обнаружение и отслеживание интересующих судов.

- Обнаружение когерентных изменений (CCD): с использованием метода, называемого интерферометрией, изменение между изображениями может быть обнаружено в масштабе сантиметра. Это позволяет обнаруживать небольшие движения, такие как оседание грунта и контролировать землепользования в целом.

Одним из наиболее интересных применений SAR является обнаружение когерентных изменений (CCD), которое представляет собой метод, основанный на сравнении информации о фазе между двумя или более радиолокационными изображениями для обнаружения незначительных изменений в данной области с течением времени. Возможно измерять деформации на уровне миллиметра на земле, что позволяет использовать несколько новых приложений. Например, CCD может обнаруживать транспортное средство, которое проезжало по твердой сухой поверхности между двумя съемками изображений SAR.

Для когерентного обнаружения изменений RCM будет значительным улучшением по сравнению с RADARSAT-2, поясняет Ральф Джирард, менеджер CSA по радарам и антеннам. «Три спутника RCM будут располагаться одной плоскости орбиты, так что каждый спутник может отображать одну и ту же область на земле с абсолютно одинаковой геометрией каждые четыре дня. RADARSAT-2 может делать то же самое, но повторный проход происходит только каждые 24 дня, что слишком много для многих приложений обнаружения когерентных изменений".

- Приложения включают мониторинг геоопасности, мониторинг инфраструктуры (например, трубопроводов и железнодорожных линий) и движения ледников.

Канадское космическое агентство очень серьезно относится к проблеме космического мусора, поэтому для RCM был разработан план медленного схода с орбиты и сгорания в атмосфере. Когда они перестанут работать, 3 спутника будут выведены из эксплуатации и сгорят в атмосфере в течение 25 лет.

Этот план соответствует правилам и положениям, действующим в течение ряда лет как на национальном, так и на международном уровнях, для предотвращения дальнейшего распространения космического мусора. Межгосударственный координационный комитет по космическому мусору (IADC), в котором CSA принимает активное участие, разработал Руководящие принципы по предотвращению образования космического мусора, которые Канада, уже несколько лет использует.

RCM будет поддерживать Систему оценки и избежания столкновений (CRAMS). Объекты на орбите размером более 10 см в настоящее время регулярно отслеживаются датчиками сети космического наблюдения. При обнаружении возможного столкновения операторы спутников уведомляются об этом, что позволяет выполнять манёвр по предотвращению столкновений, когда это необходимо.

Полезная нагрузка спутников:

Радар с синтезированной апертурой (SAR)

SAR представляет из себя активную фазированную антенную решётку в С-диапазоне, в которой используются модули приема и передачи (T / R), распределенные по апертуре антенны. Концепция базовой линии антенны обеспечивает апертуру 9,45 м2,

Масса полезной нагрузки SAR составляет приблизительно 600 кг. Пиковая потребляемая мощность составляет приблизительно 1270 Вт, а средняя потребляемая мощность на орбите составляет приблизительно 200 Вт.

Механическая связь антенны с платформой спутника осуществляется через HRM (механизмы удержания и отпускания) и ESS (расширяемую опорную конструкцию). После развертывания антенна SAR должна быть наклонена на 37,5? от надира в направлении тёмной стороны Земли.

Требования непрерывности данных в C-диапазоне обеспечивают центральную частоту 5,405 ГГц и ширину полосы 100 МГц.

В дополнение к SAR полезная нагрузка RCM состоит из нескольких установленных на спутниковой платформе блоков, включая центральную электронику, SSR (твердотельный регистратор), передатчик X-диапазона и антенну X-диапазона.

Вопреки первоначальным планам архитектуры с двойной поляризацией, SAR будет иметь реализацию с гибридной полярностью (как было предложено Р. Китом Рэни в 2007 году), что представляет собой значительный прогресс в области радиолокационного дистанционного зондирования.

Основным преимуществом таких систем SAR является то, что они могут отсылать и принимать больший объем информации, чем стандартный режим двойной полировки, и в то же время охватывают гораздо большую ширину полосы по сравнению с режимом четырехполюсника. RCM передает правую круговую поляризацию и получает две взаимно когерентные ортогональные линейные поляризации (RH и RV), обеспечивая CP (компактную поляриметрию) в качестве основного режима формирования изображения. Кроме того, данные CP будут использоваться на полосах шириной до 500 км.

Задачей компактной поляриметрии является использование режима визуализации с двойной поляризацией, чтобы реализовать многие (но не все) преимущества режима четырехполяризации без сильно уменьшенного диапазона. Тип компактной поляриметрии, поддерживаемый RCM, включает передачу круговой поляризации и двойной прием поляризации.

В RCM компактная поляриметрия достигается небольшой модификацией конструкции модуля T / R. Модули T / R были изначально разработаны для передачи поляризации H или V с использованием отдельных цепей передачи. Модификация позволяет передавать по обеим цепям одновременно, тем самым обеспечивая передачу круговой поляризации.

Кроме того, предусмотрены две возможности мультиполяризации:

- Переменная поляризация. Она обеспечивает двойную поляризацию, работая в пакетном режиме, чередуя HH и VV пакеты.

- Предусмотрен режим Quad-Pol. В этом режиме PRF удваивается по сравнению с другими режимами, а поляризация H и V передается по чередующимся импульсам. Это будет режим с полной матрицой рассеяния.

Также спутник использует доплеровскую сетку. Назначение доплеровской сетки состоит в том, чтобы поддерживать приложения для океанических течений и морских ветров путем предоставления сетки оценок доплеровского центроида в метаданных. Эти доплеровские оценки будут представлены на сетке 2 х 2 км. Путем сравнения локализованных доплеровских оценок с общими доплеровскими оценками можно оценить компоненты связанных с океанскими течениями. На основании таких оценок океанических течений можно также получить информацию о морских ветрах.

Система разработана как миссия среднего разрешения, в первую очередь предназначенная для регулярного мониторинга широких географических зон. Она даёт общую картину обзора территории суши Канады и ближайших акваторий. Ожидается, что в сочетании с изображениями с более высоким разрешением, поступающими от иностранных партнёров, эти данные значительно улучшат возможности Канады по управлению ресурсами и улучшат безопасность за счет обеспечения оперативной системы наблюдения.

RCM обеспечит передачу данных с четырехдневным интервалом повторения. Эта функция нужна для мониторинга землетрясений, вулканов, оползней и вечной мерзлоты. Мониторинг экосистем обеспечит поддержку устойчивого развития ресурсов сельского и лесного хозяйства, внесет вклад в защиту глобальной окружающей среды и улучшит понимание изменения климата и его воздействия на экосистемы.

Недорогой подход требует, чтобы конструкция системы SAR была основана на массе, потребляемой мощности, объеме и размере антенны, в соответствии с ограничениями, налагаемыми использованием недорогой ракеты-носителя и небольшой платформы.

Некоторые области применения данных радара с синтезированной апертурой:

- Мониторинг льда: крупнейшим пользователем данных SAR в Канаде является Канадская ледовая служба. Основные возможности: мониторинг морского льда, озерного и речного льда. Толщина и концентрация льда могут быть эффективно измерены с помощью широкополосных данных ScanSAR с разрешением 100 м. RCM также будет следить за распространением айсбергов в Северной Атлантике и в водах Аляски.

- Разливы нефти. Данные SAR эффективны в обнаружении и мониторинге разливов нефти. Разливы нефти образуют пленки различной толщины на поверхности океана и моря, что приводит к появлению темных участков на изображениях SAR.

- Наводнение: основной проблемой мониторинга наводнений является время. Служба гражданской безопасности Канады нуждается в карте наводнений каждый день.

- Ветровые штормы: радар может данные для прогнозирования ураганов и сильных ветров.

- Землетрясения: данные SAR могут предоставить изображения зон, подверженных землетрясению и топографические данные районов.

CSA и CEOS способствуют созданию глобальных сайтов геоопасности, которые включают в себя необработанные данные SAR, данные GPS и сейсмические данные. Их цель состоит в том, чтобы обеспечить легкий доступ к данным по науке о Земле, чтобы способствовать их использованию и развитию научных исследований, что в конечном итоге поможет снизить количество жертв в результате стихийных бедствий.

Архитектура подсистемы CE (Central Electronics) полезной нагрузки RCM

Основной модуль обработки данных в системах полезной нагрузки часто называют подсистемой CE (Central Electronics). Основными задачами подсистемы CE являются: демодуляция, фильтрация и оцифровка эхо-сигналов SAR, а также генерация, обработка и усиление мощности сигналов.

CE создает много проблем в аналоговой, то есть радиочастотной области. Одна из проблем для предыдущих версий CE для RADARSAT-I и -II заключалась в обеспечении соответствующей фильтрации для нескольких RBW (разрешений полос пропускания). Нынешняя версия CE должна обслуживать 16 дискретных RBW в диапазоне от 14 МГц до 100 МГц.

Архитектура DSP передачи: Основным требованием передатчика RCM CE является обеспечение высококачественных сигналов с умеренным уровнем мощности, подходящих для распределения и усиления антенными модулями спутника.

Основными функциями модуля DSP являются сохранение формы сигнала, высокоскоростной выбор формы сигнала на основе последовательной команды, высокоскоростное извлечение из памяти сохраненной формы сигнала, фильтрация в реальном времени, выборка с повышением частоты и интерполяция формы сигнала.

AIS

AIS (Automatic Identification System) - является вторичной полезной нагрузкой миссии в интересах DND (Министерство национальной обороны) Канады. Каждый спутник будет включать в себя транпондер AIS. Общая цель состоит в том, чтобы контролировать движение судов в обширных водах Канады.

AIS будет использоваться независимо или в сочетании с радаром SAR, что позволит улучшить обнаружение и отслеживание интересующих судов.

Сервис разработан как система среднего разрешения, в первую очередь предназначенная для регулярного мониторинга широких географических зон. Это обеспечивает общую картину охвата суши Канады и ближайших её акваторий. Ожидается, что в сочетании с изображениями с более высоким разрешением данные значительно улучшат возможности Канады по управлению ресурсами и защите окружающей среды, а также улучшат безопасность за счет обеспечения оперативной системы наблюдения. Система также включает режимы с высоким разрешением 1 х 3 м, 3 м и 5 м, в первую очередь предназначенные для управления операциями в случае бедствий.

AIS - это смешанная судовая и береговая система ретрансляции, которая отправляет информацию о местоположении, местоположении, курсе, длине судна, водоизмещении, типе, осадке и информации об опасных грузах на другие суда, а также на берег. Провайдер системы AIS в Канаде стала компания exactEarth.

Основные параметры оборудования для AIS:

- Полоса охвата системы AIS: 800 км, рабочая частот 162 МГц

- Точность AIS: лучше, чем 90% других методов обнаружения судов

- Антенны AIS: две ортогональные монопольные пары, установленные на панели SAR. Монопольные антенны AIS JIB представляют собой небольшие самостоятельно развертываемые антенны, от Northro Grumman Astro Aerospace из Карпинтерии, штат Калифорния.

- Обеспечивает всенаправленное покрытие

- Обеспечивает круговую поляризацию для приема линейно поляризованных передаваемых сигналов

- AIS ресивер: фильтрует, усиливает, преобразует и оцифровывает сигналы AIS

- Процессор AIS (наземный): выполняет демодуляцию данных, устранение коллизий и извлекает данные системы.

Для обнаружения судов в канадских и прилегающих водах RADARSAT Constellation обеспечит 10-минутную задержку данных от сбора до доставки данных и 30 минут для других приложений морского наблюдения. Для глобальных и канадских приложений для управления операциями в случае бедствий Constellation обеспечит 2-часовую задержку данных, а для приложений экосистемного мониторинга будет обеспечена 24-часовая задержка данных.

Задержка данных, от снимка до получения операторами на Земле, зависит от области применения и требований. Оно будет варьироваться от 10 до 30 минут для запросов почти в реальном времени и максимум 24 часов для стандартных запросов.

Снимки для мониторинга стихийных бедствий: 2 часа
Снимки для мониторинга экосистем: 24 часа

AIS системе будет также помогать и главная полезная нагрузка спутников. Индикация движущейся цели (MTI) - это новая функция используемая в радаре SAR. RADARSAT-2 выполняет MTI в режиме, называемом экспериментом по обнаружению движущихся объектов (MODEX), который способен "видеть" автомобиль среднего размера, движущийся со скоростью 40 км / ч. Добавление возможности MTI в RCM расширит существующий режим обнаружения морских судов и позволит обнаруживать суда длиной менее 25 м на волнах высотой до четырех метров.

Наземный сегмент системы RCM

RADARSAT Constellation требует наземных станций с большим охватом по морским зонам.

Наземный сегмент будет использоваться для:
- Командование и контроля спутников съемки изображений;
- Приём спутниковой телеметрии;
- Получение данные от полезных нагрузок спутников
- Управление данными и предоставление их пользователей.

Планирование операциями будет осуществляться Канадским космическим агентством в сотрудничестве с партнерами. Для выполнения этой функции был построен современный первичный контрольный центр в штаб-квартире CSA в Сен-Юбер, Квебек, а также резервный контрольный центр в Оттаве.

Кроме того, Министерство национальной обороны Канады, также организует заказ, обработку и получение данных.

Канадский центр картографирования и наблюдения Земли, подразделение Министерства природных ресурсов Канады, будет размещать архивы данных через международную Систему управления данными наблюдений Земли.

Сервис Shared Services Canada будет отвечать за инфраструктуру связи между различными системами наземного сегмента.

Наконец, сеть наземных станций поможет командовать и отслеживать спутники, получать данные.

Для приема команд и телеметрии в S-диапазоне, а также приема данных в X-диапазоне, они будут располагаться в таких местах как: Принц-Альберт, Саскачеван; Инувик, Северо-Западные территории; Гатино, Квебек.

Приемные станции X-диапазона: Олдергроув, Британская Колумбия и Масстаун, Новая Шотландия.

Северный наземный терминал (станция Кируна от Шведской космической корпорации) используется в основном для фазы запуска и этапов выведения на рабочую орбиту.

Наземный сегмент RCM основан на модернизации существующего наземного сегмента RADARSAT-2 с использованием станций Gatineau и Prince Albert для приема данных, станций St-Hubert и Saskatoon для TT & C и станции Svalbard в качестве резервной копии для TT & C и приема данных.

Система позволяют осуществить приём данных на береговых станциях Polar Epsilon, чтобы обеспечить наблюдение почти в реальном времени.

Polar Epsilon - это проект Департамента национальной обороны по использованию RADARSAT-2 для поддержки Канадских вооруженных сил. Новый проект по использованию RCM, соответственно, называется Polar Epsilon 2. Многие приложения для защиты и безопасности требуют данных почти в реальном времени, порядка пятнадцати минут или меньше. Как и в случае с RADARSAT-2, данные RCM будут передаваться через наземные станции Polar Epsilon в Масстауне, Новая Шотландия и Олдергроув, Британская Колумбия.

Базовый наземный сегмент включает в себя:

- MOC (Операционный центр миссии) для операций миссии и связанного с ними оборудования и программного обеспечения, а именно для планирования миссии, спутникового контроля, обработки, оценки и распространения данных в штаб-квартире CSA в Сен-Юбер.

- Сеть спутниковых наземных станций министерства Канадских природных ресурсов (NRCan / CCRS) для долгосрочного архивирования данных и доступа к ним.

- Наземные станции PE (Polar Epsilon) Министерства национальной обороны на восточном и западном побережьях страны, для приема и обработки данных.

- BCF (Резервный контрольный центр) в CSA лаборатории LDF в Оттаве.

- Доступ через Операционный центр миссии к иностранной наземной станции (о. Шпицберген) для периодического управления спутниками и получения данных для срочного сбора данных в режиме реального времени.

Доступность данных

Правительство Канады будет владеть спутниками и данными RCM и будет контролировать распространение данных. CSA является основным органом для управления данными.

Одной из наиболее важных целей проекта является повышение доступности данных для основных действующих пользователей данных Канаде. Система будет доступна, как только все спутники будут выведены на орбиту и объявлены работоспособными. Миссия обеспечит непрерывность данных пользователям RADARSAT-1 и RADARSAT-2.

Cледующие государственные организации, которые будут использовать данные RCM, агентства и службы: Сельского хозяйства и продовольствия, Национальной обороны Канады, Оборонные исследования и разработки Канады, Рыболовства и служба береговой охраны, Окружающей среды и изменения климата, По делам коренных народов и северных территорий Канады, Национальный исследовательский совет, агентство Природных ресурсов Канады, служба Парков Канады, Агентство здравоохранения Канады, Агентство безопасности и готовности к чрезвычайным ситуациям, Транспортная служба Канады.

Принципы политики передачи данных:

- Приоритетное внимание требованиям правительства Канады для безопасности жителей и охраны природных ресурсов страны

- Укрепление потенциала канадской промышленности

- Расширение использования данных RCM правительством Канады

- Руководство распространением данных с целью сделать их доступными в максимально возможной степени при условии соблюдения применимых ограничений, связанных с конфиденциальностью и безопасностью

- Вклад в международные усилия по борьбе со стихийными бедствиями

- Стимулирование экономического роста путем содействия развитию инновационных продуктов и услуг, полученных на основе данных

- Доступ к спутниковым данным других стран путем подписания соглашений с союзниками, партнерами и международными организациям

- Управление архивом данных SAR и доступом к архивным данным через Систему управления данными наблюдения Земли (EODMS)

- Коммерческое распространение данных RCM

В государственную программу CSA также входит программа разработки приложений, которая поможет правительственным пользователям оптимально использовать данные, когда система начнет функционировать. DUAP (Программа использования данных и приложений) будет оказывать техническую помощь федеральным департаментам в обновлении их приложений и разработке новых, использующих данные, сгенерированные RCM. Эти приложения необходимы для оказания помощи пользователям в переходе от данных RADARSAT-2 к RCM.

Потребность в этих программах возникает, потому что параметры орбит и изображений спутников RCM отличаются от параметров предшественников RADARSAT-1 и RADARSAT-2 и учитывают обилие данных, которые будут генерироваться тремя спутниками, что потребует автоматической обработки информации большого объема.

"Политика данных RCM будет придерживаться Закона о космических системах дистанционного зондирования (RSSSA)", - сказал Джилл Смит из Канадского космического агентства.

Придерживаясь RSSSA, который частично устарел и CSA с другими заинтересованными агентствами застряли в правилах, разработанных и введенных в действие более 13 лет назад.

Еще одна проблема, с которой сталкивается CSA, - конфликтующие правительственные полномочия по предоставлению данных RCM как части Хартии открытых данных. Данные самого РКМ будут доступны онлайн через Систему управления данными наблюдений Земли через логин/пароль. Получение такого входа в систему может быть проблемой в зависимости от того, кем вы являетесь и для чего вам нужны данные. Это проблема, над которой сейчас работает CSA.

Задачи спутников RADARSAT Constellation:

Главные цели RCM - обеспечить непрерывность передачи данных в C-диапазоне, более эффективное использование данных радара с синтезированной апертурой (SAR) и повышение надежности системы предупреждения стихийных бедствий и мониторинга окружающей среды в течение следующего десятилетия. После ввода в эксплуатацию спутники будут полностью готовы к работе через 3-6 месяцев.

Сколько снимков Земли планирует делать RCM?

В отличие от оптического датчика, который способен обнаруживать энергию, естественным образом излучаемую земной поверхностью (видимый свет, ультрафиолетовые лучи и инфракрасные лучи) для генерации изображений, радар является активным датчиком, который обеспечивает собственный источник энергии для формирования изображений. Вот почему радарные спутники могут снимать Землю в любое время, независимо от времени суток или времени года. Однако эта функция требует достаточно большого количества энергии. По этой причине спутники могут делать снимки только по запросу, а не непрерывно.

Правительство Канады будет использовать приблизительно 250 000 изображений RCM в год, что в 50 раз больше, чем у RADARSAT первого поколения.

Каждый спутник имеет 12-и дневный цикл повторения. Другими словами, каждый спутник будет пролетать над одной точкой каждые 12 дней. Тем не менее, подход созвездия будет предлагать точные пересмотры каждые четыре дня, что означает, что один из трех спутников будет летать над точкой каждые четыре дня. В отличие от этого, RADARSAT-1 и RADARSAT-2 имели 24-дневное время повторного снимка одной местности.

RCM будет точно определять характеристики урожая на тысячах квадратных метров, независимо от погодных условий.Эти данные будут чрезвычайно полезны для мониторинга уровня влажности в верхнем слое почвы и здоровья сельскохозяйственных культур. Другими словами, высокоточные данные, собранные RCM, позволят фермерам максимизировать урожайность при одновременном снижении потребления ресурсов. RCM также будет использоваться для мониторинга целостности важной инфраструктуры, такой как автомагистрали, путепроводы и мосты, что сделает их более безопасными для использования.

Система разработана как миссия среднего разрешения, в первую очередь предназначенная для регулярного мониторинга широких географических зон. Это обеспечивает "общую картину" обзора территории Канады и ближайших акваторий. Система также включает режимы высокого разрешения, в первую очередь предназначенные для управления спасательными операциями в случае бедствий.

Основное предназначение спутников:

- Среднесуточный охват территориальных и прилегающих вод Канады для обеспечения наблюдения на море, включая мониторинг льда, морского ветра, загрязнения нефтью и обнаружение морских судов.

- Способность контролировать всю Канаду для предупреждения последствий стихийных бедствий (ежемесячно до двух раз в неделю), чтобы оценить риски и определить подверженные ущербу районы.

- Регулярный охват территории Канады и внутренних морских акваторий, до нескольких раз в неделю, для мониторинга ресурсов и экосистем региона.

Спутники RCM способны сканировать поверхность днем и ночью и в любых погодных условиях. Конфигурация с тремя спутниками позволяет ежедневно охватывать обширную территорию Канады и прибрежную зону, а также иметь доступ к 90% поверхности Арктики до четырех раз в день.

Благодаря своим возможностям, распределенным по нескольким небольшим спутникам, а не по одному большому спутнику, RCM может похвастаться надежной, гибкой системой зондирования, эксплуатация и стоимость которой в итоге оказывается меньше чем в подходе с тяжёлыми одиночными спутниками.

Более десятка департаментов федерального правительства уже используют данные RADARSAT для предоставления важных услуг жителям страны. Канадское космическое агентство преследует цели по содействию мирному использованию и освоению космоса и продвижение знаний о космосе с помощью науки. В то же время обеспечивая то, чтобы космическая наука и техника приносили социально-экономические выгоды канадцам.

Изображения полученные с помощью радара SAR могут быть использованы различными пользователями, от правительства (включая канадские вооруженные силы) до властей регионов. Ожидается, что основное применение данных RADARSAT Constellation будет найдено в следующих областях:

? Морской надзор (ледовая обстановка, ветер, разливы нефти и мониторинг судов)

В Арктике уже наблюдается рост судоходства, в основном из-за развития нефтегазовой отрасли и туризма. Можно ожидать большей активности, поскольку уменьшение ледяного покрова в летние месяцы делает транспортировку в этих районах более безопасной и жизнеспособной.RCM будет поддерживать потребности Канады в мониторинге льда, разливов нефти, судоходства и других видов деятельности в Арктике на Северо-Западных территориях, обеспечивая полное покрытие районов для зондирования каждые 10 часов. Посредством более частого мониторинга льдов RCM поможет составить точные карты морского льда по океанам Канады и Великих озер, чтобы упростить навигацию и коммерческие морские перевозки, что крайне важно для экономики и повседневной жизни.

"Север очень быстро меняется. Это представляет огромную экономическую возможность для Канады, но также не менее серьезную проблему с точки зрения безопасности и суверенитета. Мы не сможем решить эти проблемы без постоянного наблюдения за регионом, и единственный способ для Департамента национальной обороны экономически эффективно контролировать такой обширный и отдаленный район, в котором темнота может длиться до шести месяцев, это контролировать его из космоса, используя радиолокационную систему, такую как RCM".- говорит Ли Карсон, президент Norstrat Consulting.

Гранича с тремя океанами: Атлантическим, Тихим и Арктическим, Канада имеет самую длинную береговую линию в мире.

На радарных изображениям, полученным с помощью RADARSAT-1 и RADARSAT-2, корабли обычно выглядят как блестящие объекты, контрастирующие на темном фоне открытой воды. RCM облегчит идентификацию судов, комбинируя технологию AIS с радиолокационными изображениями, и различая открытую воду и прибрежные районы посредством изменения контрастности изображения.

Навигация по морскому льду является настоящим испытанием для кораблей и их капитанов. Неправильное движение может привести к застреванию во льду. Данные RCM помогут обеспечить безопасную и эффективную навигацию, предоставляя информацию о количестве, плотности льда, а также о цикле его образования.

Прогнозирование штормовых морей

Ветер влияет на все операции в море. Штормы представляют опасность для морских судов. RCM будет собирать точную информацию о приземных ветрах. Эти знания помогут улучшить системы прогнозирования и оповещения о плохих погодных условиях.

Проблемам разливов нефти

Разливы нефти загрязняют воду и представляют серьезную опасность для морской жизни, включая коралловые рифы, рыбу, дельфинов, китов и птиц. Быстрое и точное обнаружение разливов нефти позволяет природоохранным организациям эффективно контролировать и очищать прибрежные районы. За последние 5 лет RADARSAT-2 помог обнаружить более 200 нефтяных разливов в Канаде. RCM продолжит эту работу, помогая обнаруживать разливы нефти по мере их возникновения.

Защита морских ресурсов

Окруженная тремя океанами, Канада имеет много территориальных вод для защиты. Незаконный промысел наносит ущерб не только морским экосистемам, но и почти 72 000 канадцев, которые связаны с рыболовством. Комбинируя технологию AIS с радиолокационными изображениями, RCM позволит быстро обнаруживать суда различных размеров, плавающие в канадских водах, в том числе те, которые ведут незаконный промысел. Эти знания помогут защитить морское биоразнообразие и бороться с незаконным рыболовством.

? Предупреждение, реагирование и ликвидация стихийных бедствий

Вклад миссии RCM в мониторинг паводков будет заключаться в ее способности делать снимки днем и ночью при любых погодных условиях. Спутники будут мониторить масштабы воздействия наводнений в районах, подверженных риску развития инфекционных заболеваний. Службы оперативного управления операциями в случае стихийных бедствий будут лучше срабатывать благодаря увеличению доступности данных, предоставляемых миссией RADARSAT Constellation.

В период с 1995 по 2015 год 90% крупных стихийных бедствий по всему миру были вызваны погодными явлениями, такими как наводнения и штормы.

Быстрое и эффективное реагирование на стихийные бедствия имеет важное значение для защиты людей и сокращения потерь имущества жителей. Канадские спутники RADARSAT Constellation сыграют важную роль в прогнозировании и ликвидации стихийных бедствий для людей в Канаде и за рубежом.

Наводнения - самый частый тип стихийного бедствия в Канаде. Они могут происходить в любое время в течение года и обычно вызваны проливными дождями, быстрым таянием снега или льдом. Как и RADARSAT-2, RCM поможет аварийным бригадам оценить степень наводнения, чтобы определить пострадавшие районы и серьезность ущерба. Данные RCM также будут использоваться для прогнозирования наводнений путем анализа накопления снега и таяния снега. Это позволит быстро развернуть достаточное количество спасательных команд в нужных районах.

Реагирование на оползни

Каждый год тысячи оползней происходят во всех регионах Канады. Большинство оползней небольшие, крупные происходят раз в 10 лет. RCM поможет оценить как разные районы, подверженные риску оползней. Эта информация поможет государственным органам принимать оптимальные решения в отношении зон повышенного риска, которые обеспечат безопасность для жителей.

Поддержка поисково-спасательных команд

Спутники играют решающую роль в оказании первой помощи и для работ поисково-спасательных команд в чрезвычайных ситуациях. Предоставляя точную и своевременную информацию о местонахождении и районах, пострадавших от стихийных бедствий, RCM обеспечит быстрое время реагирования, а также уменьшит риск получения травм во время спасательных операций.

Оценка ущерба от землетрясений

Каждый год в Канаде происходит около 5000 землетрясений, большинство из которых небольшие. За последнее столетие, по меньшей мере, 9 землетрясений в Канаде или рядом с ней зарегистрировали магнитуду 7 или выше баллов по шкале Рихтера. Некоторые из них нанесли значительный ущерб. Данные RADARSAT очень эффективны для определения движения почвы. Следовательно, его можно использовать для определения рисков при землетрясениях и оценки ущерба от них.

Мониторинг ураганов

С июня по ноябрь воды Атлантического океана прогреваются достаточно для образования тропических циклонов, в том числе тропических штормов и ураганов. RCM поможет определить скорость и направление ветра для мониторинга этих погодных явлений.

? Мониторинг экосистем (сельского хозяйства, болотистых районов, лесного хозяйства и прибрежных зон)

Обладая способностью предоставлять уникальные данные о структуре и содержании влаги в почве, в сочетании с возможностью получения изображения днем и ночью независимо от погоды, радиолокационные спутники становятся важным источником информации для сельскохозяйственного планирования. Учитывая спектр информации, которая может быть собрана, миссия RADARSAT Созвездие представит значительный прогресс в мониторинге и картировании меняющихся условий для сельского хозяйства.

Решения проблем сельского хозяйства

Одной из основных проблем, стоящих сегодня перед сельскохозяйственным сообществом, является производство достаточного количества здоровой пищи без дальнейшего нанесения ущерба окружающей среде. Контролируя уровень влажности в верхних слоях почвы, RCM поможет фермерам оценить свойства почвы для сельскохозяйственных культур, что позволит им принимать лучшие решения о том, как оптимизировать прибыльность избегая при этом потери водного баланса. Высокоточные данные, собранные RCM, позволят фермерам максимизировать урожайность и сократить потребление энергии для своих работ.

Устойчивое управление лесами

Канада имеет 347 миллионов гектаров лесных угодий, на которые приходится 9% мирового лесного покрова. Канада является мировым лидером в области устойчивого лесопользования - около 94% лесов страны находятся в государственной собственности. Леса и многочисленные ресурсы, которые они предоставляют, имеют жизненно важное значение для долгосрочного благополучия канадцев. Они поглощают вредные парниковые газы, являются домом для многочисленных видов животных, снабжают чистой водой, обеспечивают работой почти 210 000 канадцев и снабжают нас материалами для многих продуктов, которые мы используем каждый день, включая бумагу и древесину.

Устойчивое управление лесами имеет решающее значение для обеспечения того, чтобы будущие поколения продолжали пользоваться этими ресурсами. Данные RCM будут использоваться для обнаружения лесозаготовок и мониторинга лесовосстановления, а также для оптимизации лесопользования с целью сохранения биоразнообразия и обеспечения устойчивого развития.

Защита мест обитания диких животных

Фрагментация среды обитания - это процесс, посредством которого места обитания диких животных разделяются на более мелкие, изолированные участки. Это оказывает неблагоприятное воздействие на все виды, обитающие в этих зонах, а также на общую экосистему. Естественные причины, такие как пожары и изменение климата, а также человеческий фактор - урбанизация и освоение сельскохозяйственных земель, могут привести к фрагментации среды обитания. Для сохранения биоразнообразия важно отслеживать этот процесс. RCM поможет отслеживать фрагментацию среды обитания и растительный покров связанный в зонах изменений.

Помощь в сохранении водно-болотных угодий

В прошлом многие водно-болотные угодья считались опустошёнными. Однако в последнее время была признана их ценность, и были предприняты усилия для их защиты. Водно-болотные угодья имеют много преимуществ. Они могут поглощать воздействие больших волн или наводнений, снабжать пищей и жизненно важной средой обитания многих видов диких животных, особенно птиц, и предоставить нам источники пищи, энергии и строительных материалов.

Для сохранения и бережного использования ресурсов, имеющихся на водно-болотных угодьях, необходимо составить карту и классифицировать их. RCM предоставит данные для инвентаризации канадских водно-болотных угодий.

Мониторинг береговой эрозии

Канада имеет самую длинную береговую линию в мире, протяженностью 243 042 км. Прибрежные районы, где проживает более семи миллионов канадцев, обладают уникальным биоразнообразием и ресурсами. Все они глубоко пострадали от береговой эрозии. Картирование берегов имеет решающее значение для их развития, защиты окружающей среды и устойчивого управления ресурсами, а также для безопасного морского судоходства. Данные RCM будут использоваться для выявления и мониторинга береговой эрозии, а также для оценки воздействия изменений климата и деятельности человека на береговые линии, особенно на строительство причалов.

Мониторинг признаков изменения климата

Изменение климата имеет различные последствия, включая наводнения, ураганы, засухи, лесные пожары, таяние полярных ледяных шапок, повышение уровня моря. Полный объем этих катастрофических событий можно увидеть из космоса. Воздействие изменения климата ощущается в Арктике вдвое быстрее, чем на юге Канады. Спутниковые данные используются для того, чтобы лучше понять это глобальное явление и предложить более эффективные решения имеющихся проблем в этой сфере.

В дополнение к этим ключевым областям ожидается широкое использование данных RCM для различных целей в государственном и частном секторах, как в Канаде, так и на международном уровне.

Например, в то время как план миссии изначально был ориентирован на безопасность на море, предполагается, что спутники также будут осуществлять мониторинг экологический безопасности на суше, особенно в Арктике.

Модель работы спутников учитывает более частое повторное посещение одной и той же области. Это открывает двери для ряда применений, основанных на регулярном сборе данных и создании изображений, которые выделяют изменения в одной и той же области с течением времени. Такие методы особенно полезны для мониторинга изменения климата, землепользования, изменения прибрежных районов и оценку воздействия человека на природную среду.

Запуск миссии

Для запуска будет использоваться уже летавшая 1-я ступень Falcon 9 B1051.2. Спутники будут закреплены на специальном диспенсере, изготовленном для этой миссии швейцарской компанией RUAG Space.

Отделение спутников будет происходить с 54 минуты после запуска, друг за другом, интервалом около 4 минут. После выполнения выведения, 2-я ступень Falcon 9 будет сведена с орбиты в райне Гавайских островов.

Стоимость запуска официально не разглашается, известно лишь, что из-за заказа дополнительных проверок CSA, она выше обычной коммерческой миссии.

Общая стоимость проекта RADARSAT Constellation - $1.2 млрд, она включает деньги на НИОКР, стоимость создания спутников/наземной инфраструктуры, запуск спутников, их эксплуатацию, создание ПО и поддержка эксплуатации системы постоянной передачи данных. Отметим так же, что фактически проект RCM создан на деньги налогоплательщиков Канады.

Новая космическая стратегия Канады придает приоритетное значение получению и использованию космических данных для поддержки науки, инноваций и экономического роста.

Миссия RADARSAT Constellation входит под вторым пунктом в общегосударственную космическую стратегию Канады и является давним проектом Канадского космического агентства. Бывший министр кабинета-министров Дэвид Эмерсон заявил, что космическая программа отвечает национальным интересам Канады чтобы "защитить наши богатства природы, береговые линии, границы и население Канады".

"С помощью RCM мы сможем отслеживать такие тонкие изменения, как таяние вечной мерзлоты каждые четыре дня. Это огромное преимущество по сравнению с тем, что мы получаем сейчас", - сказал Стив Айрис, руководитель миссии RCM.

"RCM является одним из крупнейших космических проектов, которые были предприняты Канадой на сегодняшний день. Такие национальные программы, как RCM, имеют решающее значение для поддержания наших возможностей в области космических технологий во благо всех канадцев, - сказал Джеймс Бутинец, президент и главный исполнительный директор Magellan Aerospace.

"Это кульминация 14-летней работы Канадского космического агентства", - сказал Сильвен Лапорт, глава CSA.

Статистика запуска:

- 5-я миссия на солнечно-синхронную орбиту ?
- 7-й запуск 2019 года для SpaceX
- 8-я миссия с полностью научной нагрузкой
- 15-й запуск с площадки SLC-4E, Ванденберг ?
- 16-й пуск для Falcon 9 Block 5
- 72-й пуск для Falcon 9
- 79-й пуск для SpaceX

Пожелаем SpaceX и CSA успешной миссии! ?

Фото и видео материалы
сredit: CSA / MDA / SpaceX
Перевод: EM Community

Источник: m.vk.com