Украина возвращается в космос с «Сич-2-30»

После десятилетнего перерыва на орбиту Земли выведен созданный в Украине спутник. Следуя катастрофическим политическим изменениям в мире и совершенно новое состояние космического бизнеса, возникшее за последние 10 лет, спутник дистанционного зондирования «Сич-2-30» был доставлен в космос с американской земли на борту ракеты Space-X Falcon-9, вместо ракеты, переделанной из советской баллистической, развернутой на территории России, как его предшественник — «Сич-2».

Частично собранный спутник «Сич-2-1» КБ в Южном около 2020 г. Два цилиндрических звездных трекера в
нижней части космического аппарата, которые будут направлены в зенит во время орбитального полета.

История проекта «Сич-2-30»

Спутник «Сич-2-30» создан в КБ «Южное» в украинском городе Днепр для получения изображений земной поверхности.

В то время, когда предыдущий спутник «Сич-2» (МС-2-8) перестал работать в 2012 году, Украинское космическое агентство надеялось, что следующий космический аппарат, тогда известный как «Сич-2-1», будет запущен до конца 2014 года. Это был именно тот год, когда украинское правительство, тесно связанное с Москвой, рухнуло, и Киев повернулся лицом к Западу. Для отечественной космической отрасли, и без того стесненной в средствах, это означало резкое прекращение двустороннего сотрудничества с Россией, потерю важных подрядчиков и прекращение заказов на украинское оборудование и услуги от основных заказчиков.

Без собственной космодрома и полного цикла производства космических систем доставки Украине пришлось искать новый путь развития своего космического потенциала. Как и многие другие развивающиеся космические державы, Киев сделал ставку на разработку недорогих прикладных космических аппаратов, которые могли бы предоставлять ценные услуги двойного назначения (военные и гражданские) и помочь сохранить основной опыт до лучших времен национальной экономики.

В 2015 году Украинское космическое агентство попыталось возобновить финансирование нескольких проектов малых спутников в днепровском КБ «Южное», которое имело многолетний опыт создания спутников, в частности, космического спутника электронной разведки «Целина-2» для российских военных. В рамках новой федеральной программы «Сич-2-1» был первым в очереди, запуск которого намечен на 2017 год. Спутник очень напоминал своих недолговечных собратьев: недолговечный EgyptSat-1, запущенный в 2007 году или более успешного «Сич-2», запущенного в 2011 году. Активное развитие «Сич-2-1» началось еще в 2013 году, но было прервано примерно на два года политическими потрясениями и последующей экономической перестройкой в Украине.

Ожидается, что по состоянию на 2015 год проект будет стоить 898 миллионов гривен (32,6 миллиона долларов), и часть финансирования должна была поступать за счет собственной прибыли КБ «Южное» от различных коммерческих проектов. Другие источники оценивали стоимость спутника в 8-10 миллионов долларов.

Что известно о «Сич-2-30»

Как и его предшественники, 170-килограммовый «Сич-2-1» изначально предназначался для работы с околополярной орбиты на высоте чуть менее 700 километров. Спутник должен был быть оснащен трехосевой гироскопической системой ориентации, которая использовалась бы для наведения оптико-электронного тепловизора средней разрешающей способности на цели на Земле. Первоначально предполагалось, что камера, способная производить стереофотографии, будет работать в панхроматическом и мультиспектральном режимах, фиксируя детали размером до 8,2 метра, а также в инфракрасном режиме с разрешением 58,1 метра.

В случае успеха проект «Сич-2-30» может предоставить данные дистанционного зондирования для европейской программы «Коперник», которая предоставляет глобальные изображения поверхности Земли. Спутник также был предназначен для сбора научных данных о состоянии ионосферы.

Срок службы спутника составляет пять лет.

Оптическое оборудование «Сич-2-1» разработано на заводе «Арсенал» в Киеве. Предприятие «Хартрон-ЮКОМ» построило свою Подсистему определения и контроля ориентации ПОУО, а «Хартрон-АРКОС» — систему телеметрии для служебного модуля и его программное обеспечение. Спутник также был оснащен двумя звездными датчиками: одним SST-20S из Южной Кореи и MAIS-B, построенным в Украине, чтобы обеспечить резервирование для критически важной функции навигации в космосе.

MAIS-B изначально разрабатывался для украинского научного спутника Microsat, который разрабатывался примерно с 2012 года в качестве экспериментальной полезной нагрузки для первого испытательного запуска ракеты «Циклон-4» с планируемого космодрома Алькантара в Бразилии. Поскольку весь проект «Циклон-4» был закрыт в середине 2010-х годов, МАИС-Б так и не удалось испытать в космосе.

Эти инструменты заменили построенные в России измерители углового момента, ИУС, и астротрекеры, которые ориентировались на предыдущие украинские спутники и изначально планировались для «Сич-2-1».

КБ «Южное» также пришлось заменить часть авионики украинского производства из восточного региона страны, который был потерян для Украины в 2014 году на канадские системы, а украинский пакет связи был заменен аналогичной французской подсистемой. Гироскопы, обеспечивающие ориентацию спутника, были поставлены канадской компанией MSCI.

Наземный пункт управления спутником планировалось разместить в городе Дунаевцы Хмельницкой области Западной Украины. Пункт связи ведет свою историю с советского периода, но перед запуском «Сич-2-30» ему пришлось пройти серьезную модернизацию.

Смена ракеты для запуска

После периодической разработки «Сич-2-1» вышел на комплексные испытания в 2020 году. С приближением 30-летия независимости Украины в 2021 году спутник был переименован в «Сич-2-30» и получил дополнительную политическую поддержку с официальным одобрением проект президента Украины Владимира Зеленского в начале 2021 года.

Спутник изначально предназначался для запуска либо на ракете-носителе «Днепр», базирующейся в России и Казахстане, либо на ракете «Циклон-4», запланированной для запуска из Бразилии. На момент завершения проекта ни один из этих носителей для украинцев не был доступен, поэтому в ноябре и декабре 2020 года Украинское космическое агентство начало поиск внешнего провайдера запуска. В декабре он получил предложение от немецкой компании Exolaunch, представляющей американскую компанию SpaceX. В то же время агентство начало прямые переговоры со SpaceX, результатом которых стало соглашение 18 января 2021 года.

По словам украинских космических чиновников, «Сич» будет запущен по цене 1,99 миллиона долларов на ракете Falcon-9 во время миссии Transporter-3, которую SpaceX предложила коммерческим пользователям.

Украинское космическое агентство позже сообщило, что запуск «Транспортера-3» создал серьезные технические проблемы для доставки спутника на требуемую орбиту, хотя подробностей не сообщило. Независимые наблюдатели отмечали, что из-за бокового положения спутника на адаптере полезной нагрузки ракеты Falcon-9 вместо его верхнего положения на «Днепре» или «Циклоне-4» пришлось переработать динамику отделения «Сич-2-30».

Возможно также, что условия «райдершерингового» запуска требовали запуска спутника на более низкой орбите, чем планировалось изначально (на высоте около 550 км вместо 663–682 км в исходном проекте). Это изменение фактически увеличило разрешение оптического прибора спутника с 8,2 метра и сузило полосу обзора до примерно 36,5 метра.

В 2021 году КБ «Южное» указало разрешение около 7,8 метра для панхроматических изображений, сделанных в режиме надирной съемки (когда камера направлена вдоль вертикальной линии, перпендикулярной поверхности Земли), и 35 метров для инфракрасных изображений.

Однако это могло быть достигнуто ценой сокращения общей миссии. Согласно последним спецификациям, «Сич-2-30» должен был проработать три года вместо пяти лет, ранее указанных для спутника.

9 и 10 февраля 2021 г. представители агентства и КБ «Южное» обсудили вопросы с провайдером запуска, а весной 2021 г. Украина заключила сделку с европейской компанией ISILaunch по интеграции «Сич-2-30» с Falcon- 9.

Последний рывок

Несмотря на серьезную политическую поддержку и возобновившееся общественное внимание, которое «Сич-2-1» получила в начале 2021 года, проект еще не вышел на готовность к 2021 году.

11 февраля 2021 года Украинское космическое агентство публично выступило против фанфар со стороны государственных чиновников по поводу предстоящего запуска. В нем напомнили, что работа над спутником была остановлена еще в декабре 2020 года. В пресс-релизе агентства цитируется отчет о состоянии КБ «Южное» от 13 января 2021 года, в котором готовность «Сич-2-30» оценивается в 85 процентов, а его наземного сегмента — всего 45 процентов. Согласно официальному графику, завершение проекта ожидалось как минимум до мая 2021 года, тогда как наземные объекты должны были быть готовы не раньше 4 квартала 2021 года, отмечает агентство.

КБ Южное перечислило следующие работы, которые осталось выполнить по проекту:

• Электро- и радиоиспытания, ЭРТИ и внесение соответствующих изменений в техническую документацию по результатам испытаний;
• магнитные испытания;
• Окончательная аттестация космического корабля с летной квалификацией уровня О;
• Изготовление летной модели по техническим условиям;
• Формальное продление срока службы подсистем спутника, запуск которых изначально планировался в 2017 году;
• Сертификация космического корабля для отправки на космодром.

Многие из этих задач казались относительно незначительными, за исключением странной статьи об изготовлении летной модели, которая явно противоречила многочисленным отчетам и фотографиям полностью собранного спутника, опубликованным самим КБ «Южное» в предыдущие несколько месяцев. Возможно, КБ «Южное» и его головное агентство воспользовались внезапным освещением в центре внимания, чтобы донести до киевских чиновников, которые считают, что проект все еще нуждается в достаточном финансировании на финишной прямой.

В том же пресс-релизе агентство подчеркнуло, что в период с ноября по декабрь 2020 года оно просило парламент выделить в госбюджете на 2021 год более 200 миллионов гривен (6,39 миллиона долларов) на запуск спутника, но безрезультатно. В то же время ухудшение финансового положения в КБ Южное (сильно обострившееся из-за коронавируса) не позволило компании выделить собственные средства для этой цели. 28 января 2021 года агентство обратилось к правительству с просьбой перераспределить средства с несуществующего проекта «Циклон-4» на запуск «Сечи», но не получило ответа, говорится в заявлении агентства от 11 февраля.

Негативная пиар-кампания отрасли, по-видимому, сработала, поскольку в апреле 2021 года украинские СМИ сообщили, что правительство страны одобрило финансирование, необходимое для завершения проекта «Сич-2-30» и его запуска на ракете Falcon-9 к концу 2021.

В августе 2021 года институт магнетизма АН УССР в Харькове сообщил об успешном завершении квалификационных испытаний, подтверждающих магнитные свойства «Сич-2-30», с использованием натурного прототипа космического аппарата вместе с макетами его адаптера полезной нагрузки и системы разделения.

19 октября Международный союз электросвязи (МСЭ) подтвердил регистрацию радиочастот для проекта «Сич-2-1».

К концу октября 2021 г. SpaceX отложила запуск Transporter-3 с конца 2021 г. на январь 2022 г., но 8 декабря 2021 г. летная версия спутника была отправлена из Украины в США для интеграции с Falcon-9 на мысе Канаверал.

Сценарий запуска

В то время запуск планировался на 10 января 2022 г., но до конца декабря 2022 г. он был окончательно назначен на 13 января. В этот день ракета стартовала по расписанию с космодрома 40, SLC-40. , в 10:25 по восточному поясному времени, оставив неиспользованной возможность резервного запуска в то же время 14 января. В оба дня у миссии было 29-минутное окно.

«Сич-2-30» был одним из 105 космических аппаратов, выведенных на орбиту на борту двухступенчатой ракеты Falcon-9 Block 5. По данным SpaceX, её многоразовая нижняя ступень ранее совершила девять запусков. Во время полета Transporter-3 нижняя ступень завершила работу и отделилась от верхней ступени через 2 минуты 19 секунд полета. Затем нижняя ступень использовала свои запасы топлива для спуска и приземления в Посадочной Зоне 1, LZ-1, на базе US Space Force на мысе Канаверал, через 8 минут и 27 секунд после старта.

Тем временем, всего через семь секунд после расставания с нижней ступенью, верхняя ступень включила двигатель, проработав в полете до 8 минут 26 секунд. Обтекатель полезной нагрузки был сброшен чуть более чем через минуту после зажигания двигателя верхней ступени, и ожидалось, что он будет извлечен из Атлантического океана.

Орбитальные маневры

После выхода на начальную орбиту верхняя ступень ракеты-носителя выполнила свободный полет, до перезапуска двигателя проведя в полете 55 минут 22 секунды. Маневр длился всего две секунды, выведя ступень на околополярную целевую орбиту. Развертывание первой полезной нагрузки произошло чуть более чем через четыре минуты, и все 105 спутников начали по очереди отделяться от адаптера полезной нагрузки в течение почти 1,5 часов миссии. Всего было запланировано 82 развертывания с одновременным отделением некоторых спутников.

«Сич-2-30» был отделен от верхней ступени ракеты через 1 час 23 минуты 2 секунды после старта (18:52 по местному времени Украины) при облете северного побережья Гренландии на высоте 548 километров. К тому времени на борту ракеты-носителя осталось еще три полезные нагрузки, которые были развернуты в следующие несколько минут.

Вскоре после запуска спутника КБ «Южное» сообщило, что «Сич-2-30» установил связь с центром наземного управления, развернул свои солнечные батареи и находится в добром здравии. По словам представителя наземной станции управления в Дунаевцах, спутник передал первые данные около 21:00 по местному времени. Предполагалось, что период испытаний космического аппарата продлится два месяца, хотя первое изображение должно было быть получено на девятый день миссии.

Следующие шаги

Параллельно с проектом «Сич-2-1» украинская промышленность работала над реконструкцией сборочно-испытательной базы в КБ «Южное» и формированием нового наземного пункта управления.

С самого начала украинское космическое агентство рекламировало «Сич-2-1» как первый шаг в разработке серии все более совершенных спутников для дистанционного зондирования с улучшенным пространственным разрешением сначала до одного метра, а затем до полуметра. Ожидалось, что последним этапом программы станет космический каппарат с радаром для всепогодной дневной и ночной съемки.

Очевидно, что программа будет зависеть от экономической ситуации в стране и стабильного финансирования.

График развития семьи «Сич» по состоянию на 2019 год.

График развития семьи «Сич» по состоянию на 2020 год.