Космос-народному хозяйству. ИСЗ серии "Зенит-2" - "Ресурс-ф1" и "Ресурс-Ф2".
 

В данной теме речь пойдет о изготовлении с "нуля" масштабных (М1/35) моделей космических аппаратов "Ресурс-Ф1" и "Ресурс-Ф2", предназначенных для исследования природных ресурсов Земли и контроля окружающей среды, выполненных на базе спутников фоторазведки серии "Зенит-2".

А вначале по традиции, для введения в тему, небольшая историческая справка.
Первым направлением космической разведки стали системы оптического наблюдения, явившиеся логическим развитием аэрофотосъемки. В 1958 г. ОКБ-1 приступило к эскизному проектированию ориентируемого корабля-спутника для полета с человеком на борту. В отличие от американского «Меркурия» советский корабль делался полностью автоматическим, что можно объяснить целым рядом причин: неизученностью воздействия невесомости на организм человека, историческими особенностями советской ракетной промышленности, не связанной с авиационной так тесно, как в США. Но, как бы то ни было, включение человека только в резервный контур управления космическим кораблем с самого начала делало возможным двойное применение аппарата и показательно, что принятый постановлением ЦК и Совмина план работ по космонавтике на 1960 г. предусматривал «разработку ориентируемого спускаемого спутника, для полета человека и задач наблюдения земли».
Запуски первых американских спутников с аналогичными «задачами наблюдения» вызывали у советского руководства, мягко говоря, негативную реакцию. Хрущев язвительно высказывался о «людях, подглядывающих в чужую спальню» и угрожал, что спутники-шпионы постигнет та же участь, что и самолет-разведчик U-2, сбитый 1 мая 1960 г. Тем не менее, ВВС США придерживались принципа «на-кась, выкуси» и наряду с программой «Дискаверер», формально предусматривавшей только отработку техники космической фотосъемки и возвращения с орбиты, в конце 1960 г. начали запуски спутников SAMOS, открыто предназначавшихся для ведения обзорной фоторазведки.
Созданные на базе кораблей «Восток» автоматические аппараты, получившие название «Зенит», на несколько десятилетий стали основой систем космической фоторазведки. За это время они неоднократно модернизировались и приспосабливались к конкретным задачам, таким, как обзорная съемка больших площадей, детальное фотографирование районов особого интереса, стереоскопическая съемка, однако, базовая конструкция сохранилась на протяжении более 30 лет.
С 1968 г спутники стали оснащаться дополнительным двигательным отсеком, установленным на сферическом спускаемом аппарате с противоположной стороны от приборно-агрегатного отсека. Такая компоновка впервые использовалась на пилотируемых кораблях «Восход», но там резервная ДУ просто дублировала основной тормозной двигатель, тогда как на спутниках третьего поколения дополнительная установка использовалась для коррекции орбиты.
Деление на поколения и варианты довольно условно, тем более, что все три поколения используют одну базовую конструкцию, а на различия в маневренности, формате телеметрии и поисковых радиомаяков, которые могут отражать конструктивные особенности, накладываются различия в параметрах орбит и вариации длительности полета, связанные с конкретными задачами каждого полета.
Так, с 1971 г. один-два раза в год стали запускаться аппараты, подобные по телеметрии маневрирующим спутникам третьего поколения, но не маневрирующие. Стабильное и небольшое число запусков привело к предположению, что эти аппараты предназначены в основном для картографической съемки.
С 1975 г. спутники третьего поколения стали запускаться на приполярные орбиты с наклонением 81,3 градуса, которое в 1980 г. было заменено на 82,3 градуса. В сообщениях ТАСС об этих запусках указывалось, что «поступающая информация передается в Государственный научно-исследовательский и производственный центр «Природа» для обработки и использования».
Эти аппараты, носившие название «Фрам», были доработаны для ведения многозональной, спектрозональной и цветной съемок в целях изучения природных ресурсов . Однако, они по-прежнему могли использоваться и для обзорной разведывательной съемки и имеющиеся данные не позволяют с уверенностью судить, каким же образом распределялись, возможности этих спутников между военными и народнохозяйственными задачами.
Подобно спутникам обзорной разведки, «народнохозяйственные» спутники 3-го поколения в течение первых суток полета выводились на рабочие орбиты, обеспечивавшие замыкание наземной трассы к моменту возвращения спутника через 13—14 суток. Средняя высота полета составляла обычно 265—275 км либо 220—230 км, при этом трасса повторялась через 207 или 209 витков соответственно. Отдельные спутники – не чаще раза в год – выводились и на более высокие орбиты, достигавшие 340—390 км.
Спутники, запускаемые с 1979 г. на более круглые орбиты с орбитами высотой от 250 в перигее до 280 км в апогее, с 1989 г. стали официально именоваться «Ресурс Ф» и получаемые ими изображения с 1987 г. предлагаются зарубежным пользователям на коммерческой основе.

Для исследования природных ресурсов Земли и контроля окружающей среды разработана космическая система Ресурс-Ф, которая включает в себя КА Ресурс-Ф1 и Ресурс-Ф2, являющиеся КА серии Зенит третьего поколения.
Общий вид КА Ресурс-Ф1 приведен на рис. 8. Аппарат периодически запускается с 1981г. РН Союз. Масса КА 6300 кг, масса научной аппаратуры 800 кг.
Вначале КА Ресурс-Ф1 выводится РН на промежуточную орбиту. Далее с использованием КДУ формируется рабочая орбита в диапазоне высот 250 - 400 км и наклонением к плоскости экватора 63…83. Параметры рабочих орбит выбираются из условия обеспечения сплошного покрытия поверхности Земли полосами захвата фотоаппаратуры с необходимым поперечным перекрытием на заданной географической широте. Поддержание заданного значения поперечного перекрытия в процессе полета КА осуществляется за счет проведения соответствующих маневров на орбите.
КА Ресурс-Ф1 может находиться на орбите до 25 суток. Из них 11 суток аппарат находится в дежурном режиме, т.е. с выключенными системой ориентации и некоторыми другими бортовыми системами. Наличие дежурного режима позволяет увеличить срок существования КА на орбите и обеспечивает 2-х кратное покрытие части межвиткового интервала, используемое для повторного фотографирования.
Наряду с выполнением основной задачи полета - проведения фотосъемок поверхности Земли, КА типа Ресурс-Ф способен выводить на орбиту научную аппаратуру для проведения различных экспериментов в условиях космического пространства.
Научная аппаратура может находиться в спускаемом аппарате и в контейнере научной аппаратуры, установленном на поверхности СА. Научная аппаратура работает в космосе при открытой крышке контейнера. Перед спуском крышка закрывается, и научная аппаратура доставляется на Землю. Установленная снаружи КА научная аппаратура не возвращается на Землю, информация с нее может передаваться только по радиотелеметрической системе.

Космический аппарат Ресурс-Ф2, общий вид которого показан на рис. 9, запускается с 1988г. РН Союз и обеспечивает синхронную многозональную и спектрозональную (или цветную) фотосъемку поверхности Земли с высоким разрешением. Аппарат функционирует на околокруговых орбитах в диапазоне высот 210…450 км с наклонением орбиты к плоскости экватора 63…83 Масса КА Ресурс-Ф2 6300…6450 кг.
В отличие от КА Ресурс-Ф1 в космическом аппарате Ресурс-Ф2 используется система электропитания на базе солнечной энергетической установки, что позволяет увеличить время активного существования до 30 суток. В КА установлена высокоинформативная многозональная фотокамера МК-4, которая обеспечивает фотографирование в четырех зонах спектра из шести возможных (см. табл.3.1). МК-4 позволяет получать многозональные снимки с разрешением 5-8 м, спектрозональные снимки с разрешением 8-12 м. В каждый кадр снимка впечатывается необходимая информация: номер кадра, код бортового времени, значение фактической выдержки, координатные кресты, фотометрический клин (устройство для ослабления светового потока).
В составе фотоаппаратуры КА Ресурс-Ф2 имеется звездная камера для определения элементов внешнего ориентирования КА. Фотоаппаратура позволяет при необходимости проводить многозональную съемку в сочетании со спектрозональной и цветной фотосъемкой.
Время активного существования (до 30 суток) дает возможность осуществить двух - трехкратное покрытие всего межвиткового интервала, поэтому здесь не предусматривается дежурный режим.
С помощью КА Ресурс-Ф2 возможно картографирование земной поверхности в масштабе 1: 50 000. Проведение фотосъемок с заданным продольным перекрытием обеспечивает стереоскопичность снимков.
Доставка информации на Землю осуществляется, как и в КА Ресурс-Ф1 в спускаемом аппарате.
На КА Ресурс-Ф2 может устанавливаться дополнительная исследовательская аппаратура.

Как я отметил выше, модели будут строиться в масштабе М1/35 "с нуля". А поскольку в моих арсеналах в данный момент отсутствует 3D-техника, то будем искать обходные решения для создания элементов корпусов спутников.
Начинаем с корпуса спускаемого аппарата, имеющего форму шара с масштабным диаметром в 66мм. Готовых шаров нужного диаметра мною в ближайших окрестностях обнаружено не было, но в магазине "Леонардо" нашел поделочные шары из прозрачного и матового полистирола, предназначенные для разного рода поделок с диаметром в 60мм. Что нам и надо было, есть к чему приложить руки!
Шарики собираются из двух половинок. Для начала удаляем бокорезами петлю для подвески шарика, зачищаем место среза и склеиваем половинки шара в единое целое.

Затем при помощи штангенциркуля производится разметка и сверлом Ф0.7мм сверлятся отверстия по трем осям. Данные отверстия будут необходимы для облегчения нанесения разметки на поверхности шара.

При помощи шкурки матируем поверхность шарика и карандашом наносим кольцевую разметку по экватору и меридианам, по которой впоследствии будут наклеены реперные кольца, необходимые при работе с увеличением диаметра шарика до нужных размеров. В качестве оси, необходимой при дальнейшей механической обработке шарика применен корпус фломастера, вклеенный в шарик по одной из осей.

При помощи щтангенциркуля на 1мм пластиковой доске для лепки производим прочерчивание реперных колец, которые затем вырезаем при помощи циркульного ножа по произведенной разметке.

После чего производим приклеивание данных колец на поверхность шара по прочерченным ранее линиям экватора и меридианов. В результате проведенной операции получаем заготовку корпуса с ячейками, которые можно наполнить компаундом, ориентируясь по высоте реперных колец и тем самым получить шар с необходимым нам диаметром.

В качестве заполняющего компаунда выбрана недорогая "Холодная сварка"