Розвиток космонавтики в Україні

 

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І  НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Національний аерокосмічний  університет ім. М.Є.Жуковського

«Харківський авіаційний інститут»

Кафедра вищої математики

Реферат з дисципліни

 «Основи системного  аналізу»

на тему:

«РОЗВИТОК КОСМОНАВТИКИ В УКРАЇНІ»

 

 

 

 

 

 

                                              

Виконав: студент гр.440-м М.Ю.Малиновський

Викладач: канд.техн.наук, доцент Г.К.Бахмет

 

 

Харків 

2013

Зміст:

 

Зміст: 2

Вступ: 4

Підприємства космічної галузі: 5

Міжнародна діяльність 7

Співробітництво з іноземними державами 9

Участь у міжнародних проектах 10

Проект «Дніпро» 10

Проект «Морський  старт» 11

Проект «Наземний  старт» 12

Проект «Вега» 13

Проект «Антарес» 14

Проект «Циклон-4» 15

Проект «Либідь» 16

Проект «Радіоастрон» 16

Проект «ІОНОСАТ» 17

Ракети-носії: 18

“Циклон-2”: 19

“Циклон-3” 20

“Циклон-4” 21

“Зеніт-2” 22

“Зеніт-3SL” 23

“еніт-3SLB” 24

“Дніпро” 25

“Оріль”. 27

“Світязь”. 27

Статистика пусків українських РН 28

Космічні апарати 29

 “Січ-1”. 29

 “Січ-2”. 31

 “Океан-О”. 32

"Мікрон" (КС5МФ2). 33

“Січ-2М”. 34

“Січ-3-0”. 35

“Січ-3-Р”. 36

“Либідь”. 37

“Либідь-М” 38

“Укрселена”. 39

“Інтербол-Прогноз”. 39

“Попередження”. 40

 “АУОС”: 41

Наземні комплекси 42

Система контролю й  аналізу космічної обстановки 42

Система наукових досліджень дальнього космосу  ; 42

Система застосування КА ближнього космосу 42

Система геофізичного моніторингу. 43

Висновки: 44

 

Вступ:

Україна — визнана в світі космічна держава. Вона  входить до п'яти провідних країн  на ринку космічних послуг і технологій. До української ракетно-космічної  галузі входять 40 підприємств. Провідним центром серед них є всесвітньо відоме конструкторське бюро «Південне» та виробниче об'єднання «Південний машинобудівний завод» у Дніпропетровську. Там створюють та серійно виробляють ракети-носії, космічні апарати, системи управління, орієнтації і траєкторних вимірювань. Великими досягненнями українських фахівців стало створення космічних апаратів «Січ-1», «Океан-0», «АУОС», ракетоносіїв «Зеніт З SL», «Зеніт З SLБФ», «Дніпро», «Циклон-1», «Циклон-2», «Циклон-3» та «Мікрон».

Досягнення України в  ракетно-космічній галузі дозволили  їй разом із США, Росією та Норвегією  взяти участь у спільному міжнародному проекті «Морський старт» для  запуску в Тихому океані космічних  супутників різного призначення. Крім того, наша країна бере участь у міжнародних  проектах створення орбітальних  станцій «Альфа» та «Мир», у програмі «Глобастер», яка передбачає запуск 36 супутників за допомогою українських «Зенітів».

Україна має півстолітній досвід космічної діяльності. Багато зробили її вчені щодо розвитку світової космічної науки. Зокрема, на Південному машинобудівному заводі в Дніпропетровську сконструйовано і виготовлено понад 400 штучних супутників землі. Великий внесок в освоєння космічного простору зробили такі видатні вчені країни, як С. Корольов, В.Челомей. М. Янгель, Ю. Кондратюк, В. Уткін та інші...

Підприємства космічної галузі:

Україна успадкувала третину  промислово-космічного потенціалу колишнього Радянського Союзу. Для подальшого розвитку цієї галузі ( влада держави розглядає її як ключову) Україна утворила Національне космічне агентство України (з 2011 року – Державне космічне агентство України - ДКАУ), завдання якого полягає у контролі і спостереженні за більш ніж за 40 установами, безпосередньо пов'язаними з космічною діяльністю і які включають в себе промислові підприємства, конструкторські бюро, військові об'єкти, дослідницькі інститути та інші організації, включені в цю галузь.

Ось повний список цих підприємств:

-    дніпропетровські підприємства:

Державне підприємство "Центр  стандартизації ракетно-космічної  техніки", 

Дніпропетровське представництво генерального замовника – ДКАУ,

ДП "Виробниче об"єднання "Південний машинобудівний завод  ім.О.М. Макарова", 

Державне підприємство "Дніпровський проектний інститут", 

Державне підприємство "Конструкторське  бюро “Південне” ім. М.К. Янгеля", 

Відкрите акціонерне товариство “Український науково-дослідний інститут технології машинобудування”, 

Національний центр аерокосмічної  освіти молоді ім. О.М. Макарова,

Державне підприємство "Дніпрокосмос"О. М. Макарова»,

Державне підприємство “Науково-виробниче  об’єднання "Павлоградський хімічний завод”,

Державне підприємство "Нікопольський  трубний завод";

 

• київські підприємства:

Державне підприємство "Науковий центр точного  машинобудування", 

Державне підприємство “Укркосмос”, 

Публічне акціонерне товариство "Київський радіозавод", 

Державний науково-виробничий центр “Природа”, 

Державне науково-виробниче  підприємство "Українські інноваційні  промислові технології" ,

Державне підприємство "Виробниче  об’єднання “Київприлад”, 

ДП Завод "Арсенал",

Казенне підприємство спеціального приладобудування "Арсенал",

Київське представництво генерального замовника - ДКАУ ,

Державна акціонерна холдінгова компанія "Київський радіозавод";

 

 

•  харківські підприємства:

Державне підприємство "Науково-дослідний  технологічний інститут приладобудування", 

Державне підприємство ”Харківський завод електроапаратури", 

Публічне акціонерне товариство “Науково-дослідний інститут радіотехнічних вимірювань”;

 

• АР Крим

Національний центр управління та випробування космічних засобів.

 

Національне космічне агентство  України на цей момент здійснює діяльність відповідно Національної космічної  програми України на 2008—2012 pp. в рамках її власної робочої програми. Головними цілями є посилення української космічної індустрії, реалізація міжнародних програм, збереження власного науково-технологічного потенціалу і нарешті, створення сприятливіших умов для гармонійного розвитку їх можливостей і більш ефективного використання в інтересах української економіки, науки, безпеки та оборони.

Міжнародна діяльність

Співробітництво України  з іноземними державами у сфері  дослідження та використання космічного простору в мирних цілях ґрунтується  на чинному законодавстві України  та міжнародних договорах, укладених  з іноземними державами у космічній  сфері.

Україна є повноправним суб’єктом  міжнародного космічного права, приєднавшись до основоположних актів у сфері  дослідження та використання космічного простору, прийнятих в рамках ООН.

Україна є членом міжнародних  організацій, які координують космічну діяльність, у тому числі: Комітету ООН із мирного використання космосу (COPUOS), Всесвітнього комітету із космічних  досліджень (COSPAR), Міжагентського комітету з космічного сміття (IADS), Всесвітньої організації з супутникових досліджень Землі (CEOS), Міжнародної астронавтичної федерації (IAF).

Підписано двосторонні міжнародні договори щодо співробітництва з  космічними агентствами і відомствами  Російської Федерації, Казахстану, США, Бразилії, Аргентини, Індії, Китаю, Ізраїлю, Туреччини , та країн Європейського  Союзу.

Українськими підприємствами космічної галузі встановлено партнерські  стосунки з провідними світовими  аерокосмічними компаніями: “Сі Лонч”, “Боїнг”, “Локхід Мартін”, EADS, “Даза”, “ФіатАвіа”, РКК “Енергія”. Укладено багатосторонні угоди та угоди про співробітництво з міжнародними організаціями та телекомунікаційними компаніями “Панамсат”, “Інтелсат”, “Інтерсупутник”, “Євталсат”, “Інмарсат”, “Євметсат”.

За роки незалежності України  забезпечені сприятливі міжнародно-правові  умови для виходу підприємств  та установ космічної галузі на світовий ринок. Поширюється участь українських  підприємств у міжнародних комерційних  космічних проектах. Найзначнішими  з них є «Морський старт», «Наземний  старт», «Дніпро», «Циклон-4».

Співробітництво з іноземними державами

Співробітництво України  з іноземними державами у сфері  дослідження та використання космічного простору в мирних цілях базується  на основоположних міжнародних договорах  у цій сфері, міжнародних зобов’язаннях  України у сфері космічної  діяльності та діючому законодавстві  України, що регулює космічну діяльність.

Політика України у  сфері міжнародного співробітництва  з іншими країнами визначається такими основними принципами:

- дотриманням міжнародних зобов"язань України в космічній сфері;

- відповідність пріоритетам і цілям зовнішньої політики України;

- зміцненням позицій українських підприємств на світовому ринку космічної техніки та послуг;

- зосередженням зусиль на пріоритетних напрямках космічної діяльності.

Основні зусилля у сфері  міжнародного співробітництва зосереджені  на створенні сприятливих міжнародно-правових умов для участі підприємств космічної  галузі України в міжнародних  космічних проектах, активізації  зовнішньоекономічної діяльності підприємств, їх стабільній активній присутності  на ринку космічних послуг.

Протягом останніх років міжнародна діяльність була спрямована на розвиток співробітництва з країнами Європейського Союзу, Співдружності Незалежних Держав, Америки, Близького Сходу та Африки, Азійсько-Тихоокеанського регіону.

Участь у міжнародних проектах

Проект «Дніпро»

Конверсійний російсько-український  проект «Дніпро» передбачає переобладнання міжконтинентальних балістичних ракет SS-18 («Сатана»), розроблених і виготовлених в Україні, у космічний носій  «Дніпро».

Для реалізації проекту створено Міжнародну космічну компанію «Космотрас».

З квітня 1999-го по жовтень 2012 року з космодрому Байконур і пускового  майданчику «Ясний» (РФ) здійснено 17 пусків ракет-носіїв «Дніпро» та запущено в  космос 64 космічних апарати на замовлення 15 країн світу.

 

 

Проект «Морський  старт»

Реалізація унікального  проекту «Морський старт» здійснюється Міжнародною компанією «Сі Лонч».

У складі плавучого ракетно-космічного комплексу використовується ракета-носій  «Зеніт», яка розроблена КБ «Південне» і виготовляється на Південному машинобудівному  заводі.

З квітня 1999-го по жовтень 2012 року з морської платформи здійснено 33 пуски ракет-носіїв «Зеніт-3SL» з  космічними апаратами телекомунікаційного призначення.

Проект «Наземний  старт»

Реалізація проекту здійснюється компанією «Міжнародні космічні послуги».

У складі наземного ракетно-космічного комплексу використовується ракета-носій  «Зеніт» української розробки та виготовлення.

З квітня 2008-го по жовтень 2012 роки за програмою «Наземний старт» здійснено 8 успішних пусків ракет-носіїв «Зеніт-3SLБ» з космодрому Байконур.

 

Проект «Вега»

 

У рамках проекту Європейського  космічного агентства створено нову ракету-носій легкого класу «Вега». На верхньому ступені цієї ракети встановлено маршовий двигун, який розроблено КБ «Південне» та виготовляється на Південному машинобудівному заводі.

Перший пуск нової європейської ракети-носія «Вега» відбувся 13 лютого 2012 року з космодрому Куру у Французькій  Гвіані.

 

 

 

 

 

Проект «Антарес»

На замовлення Національної аерокосмічної адміністрації США NASA для доставки вантажів на МКС  створюється нова ракетно-космічна система «Антарес».

КБ «Південне» та Південний  машинобудівний завод створюють  основну конструкцію першого  ступеня ракети-носія.

Пуски ракет-носіїв «Антарес» здійснюватимуться з космодрому США Уоллопс.

 

Проект «Циклон-4»

Українсько-бразильський проект «Циклон-4» передбачає створення  в Україні нового космічного носія  «Циклон-4» і будівництво для  його пусків наземного 

комплексу на космодромі Алкантара в Бразилії.

Для реалізації проекту створено Бінаціональне українсько-бразильське підприємство «Алкантара Циклон Спейс».

Запуски космічних апаратів ракетами-носіями «Циклон-4» з  космодрому Алкантара планується розпочати наприкінці 2013 року.

 

Проект «Либідь»

Проект передбачає створення  національної супутникової системи  зв’язку з геостаціонарним космічним  апаратом «Либідь».

Запуск супутника «Либідь» планується в грудні 2013 року.

Оператор системи –  Державне підприємство «Укркосмос».

 

Проект «Радіоастрон»

Для реалізації цього проекту  створено глобальний наземно-космічний  інтерферометр, до складу якого входять: російська орбітальна обсерваторія «Спектр-Р» та міжнародна мережа наземних радіотелескопів.

Основне завдання проекту  – проведення радіоастрономічних досліджень об’єктів Всесвіту з безпрецедентно високою розрізненістю.

Модернізований український  радіотелескоп РТ-70, розташований в  Криму, є основним інструментом наземної мережі.

 

Проект «ІОНОСАТ»

Проект передбачає створення  космічної системи глобального  моніторингу динамічних процесів в  іоносфері Землі, як складової частини  європейської програми GMES, програми космічної  погоди SW та світової системи GEOSS.

Головний виконавець проекту  – Інститут космічних досліджень НАНУ-ДКАУ.

 

Ракети-носії:

Для реалізації перелічених  проектів було створено 7  ракет-носіїв: «Циклон-2», «Циклон-3», «Циклон-4», «Зеніт-2», «Зеніт-3SL», «Зеніт-3SLb», «Дніпро», а також розробляються перспективні комплекси «Маяк», «Світязь» «Авіаційний космічний комплекс Оріль»,.

 

Основні характеристики РН “Циклон-2”:

Ракета-носій	Циклон-2
Стартова маса, т	183
Кількість ступенів	2
Максимальна маса корисного  навантаження, що виводиться на низькі навколоземні орбіти, т	3,2
Азимути пусків, град.	51-99
Головний обтічник,   діаметр, м висота, м	2,5 7,0

 

Основні характеристики РН “Циклон-3”

Ракета-носій	Циклон-3
Стартова маса, т	187
Кількість ступенів	3
Максимальна маса корисного  навантаження, т Низька навколоз.орбіта Орбіта, перехідна до геостаціонарної	3,6 0,6
Азимути пусків, град.	73-83
Головний обтічник, діаметр, м висота, м	2,7 9,5

 

Основні характеристики РН “Циклон-4”

Ракета-носій	Циклон -4
Стартова маса, т	193
Кількість ступенів	3
Максимальна маса корисногонавантаження, т Низька навколоземна орбіта Орбіта, перехідна  до геостаціонарної Геостаціонарна  орбіта	5,5 1,8 -
Азимути пусків, град.	2,3-115 (для космодрома Алкантара) .
Головний обтічник, діаметр, м висота, м	4,0 7,2
Початок експлуатації

Основні характеристики РН “Зеніт-2”

Ракета-носій	Зеніт – 2
Тип та місце пуску	Наземний комплекс на космодромі Байконур
Стартова маса, т	460
Кількість ступенів	2
Маса корисного навантаження, т максимальна мінімальна	15.7 2.0
Точність виведення КА на кругову орбіту =200 км висота орбіти, км орбітальний період, с нахилення, мін	3.5 2.5 2.0
Азимути пусків, град.	51-99
Головний обтічник діаметр, м висота, м	3,9 11,2/13,6/15,6
Період пускової підготовки, години	21

Основні характеристики ракети-носія "Зеніт-3SL"

Ракета-носій	Зеніт – 3 SL
Тип та місце пуску	Плавучий комплекс в екваторіальній зоні
Стартова маса, т	472
Кількість ступенів	3
Маса корисного навантаження, т максимальна мінімальна	5.0 1.0
Маса КА, що виводиться з  екваторіальної зони Н = 200 км, Н =36000 км, і=00 кругова орбіта =36000 км, і=00 кругова орбіта =10000 км, і=450	5000 1840 3965
Азимути пусків, град.	0-360
Головний обтічник, діаметр, м висота, м	4,2 11,4/16,0
Точність виведення КА на геостаціонарну орбіту орбітальний період, с нахилення, мін ексцентричність	104 4.1 0.0007
Період пускової підготовки, години	17

Основні характеристики ракети-носія "Зеніт-3SLB"

Ракета космічного призначення	"Зеніт-3SLB"
Максимальна стартова маса, т	466.2
Маса корисного вантажу, виведеного на орбіти, т:    МКС: Нкр=400 км, i=51,6°  геопереходную: H=35786ґ230км, i=0°	- 3.75
Маса пального й окислювача, т	425
Тяга двигунів при старті, тс	740
Максимальне перевантаження при виведенні, одиниць	4.0
Компоненти палива	гас/рідкий кисень
Повна довжина, м	58.65
Діаметр корпуса 1 й 2 ступенів, м	3.9
Діаметр розгінного блоку, м	3.7
Діаметр головного обтічника, м	4.1
Кількість ступенів	3

 

 

 

 

Основні технічні характеристики ракети-носія «Дніпро»:

Ракета-носій Дніпро Стартова маса, т 211 Максимальна.маса корисного навантаження, що виводиться на низьку навколоземну орбіту, т: 3,5 Азимути пусків, град. 51-99 Головний обтічник, діаметр, м висота, м 3,0 5,3 Надійність запуску 0.97 Рекомендовані нахили орбіти, градуси 46, 51, 65, 87, 98

Сімейство ракет-носіїв створюється  шляхом використання єдиних ракетних двигунів, систем керування і вимірювань, наземного устаткування й інших  вузлів на основі раціонального сполучення технічних рішень існуючих і нових  ракетних комплексів, реалізації відпрацьованих виробничих процесів і технологій експлуатації з метою забезпечення високої  надійності, безпеки і конкурентноздатності транспортної системи в цілому на світовому ринку пускових послуг.

Сімейство ракет-носіїв «Маяк» створюється на базі існуючих РН типу «Зеніт» і «Циклон». При створенні комплексу реалізовані наступні основні принципи:

максимальне використання раніше створених і відпрацьованих систем і агрегатів;

застосування відпрацьованих технологій.

Основні технічні характеристики РН «МАЯК»

Ракета-носій	MAYAK-12	MAYAK-22	MAYAK-23
Довжина, мм	33400	38000	46375
Діаметр, мм	3000	3900	3900
Стартова маса РН, т	130	250	320
Число ступенів	2	2	3
Компоненти палива	Кисень+керосин

 

«Оріль» — український перспективний авіаційний космічний ракетний комплекс (АКРК) легкого класу, що призначений для виведення космічних апаратів різного призначення масою близько 1 тони на кругові орбіти від 200 до 700 км.

«Світязь» — перспективний авіаційний космічний ракетний комплекс (АКРК), що призначений для виведення космічних апаратів різного призначення на кругові, еліптичні і високі кругові орбіти, включаючи геостаціонарну (ГСО).

Статистика пусків українських РН

 

Космічні апарати

Також для вищезгаданих проектів було створено та виведено на навколоземну орбіту  космічні апарати: «Січ-1», «Січ-1М», «Січ-2», «Океан-О», «Мікрон»(МС-1-ТК), «EgyptSat-1».

Космічний аппарат “Січ-1” призначений для спостереження поверхні Землі в інтересах господарської діяльності та проведення наукових експериментів по дослідженню іоносфери та магнітосфери.

Основні задачи КА “Січ-1”:

контроль стану рослинності, забруднення грунту та внутрішніх водоймів;

межі та стан снігового  пласту;

льодове розвідування;

дослідження фізико-геологічних  структур;

дослідження планетарного розподілу  електричних полей та струмів;

дослідження конвективних рухів іоносферної плазми;

виявлення електромагнітних випромінювань, що викликані сейсмічною активністю Землі;

дослідження впливу інфразвуку на іоносферу;

експерименти з наземними  джерелами потужного акустичного  випромінювання;

модифікація плазми навколо  космічного апарату - телеметричним  випромінюванням бортового передавача;

порівняння незалежних експериментальних  методик виміру густоти електричного струму у іоносфері.

 

Характеристики  КА “Січ-1”,“Січ-1М”:

Космічний апарат	Січ -1	Січ -1М
Маса, т	1,915	2,07
Параметри орбіти: висота, км нахил, град.	659..683 82.3	650 82,5
Гарантований ресурс, р.	1	1
Ракета-носій	Циклон-3	Циклон

Супутник «Січ-2» – малогабаритний космічний апарат, розроблений на сучасному світовому рівні в негерметичному виконанні з широким використанням полімерних та композиційних матеріалів. Супутник оснащено оптико-електронним сканером з трьома спектральними та одним панхроматичним діапазонами, сканером середнього інфрачервоного діапазону та комплексом наукової апаратури (КНА) «Потенціал».

 

КА “Океан-О” було виведено на орбіту 17 липня 1999 року.

Він призначений для оперативного отримання даних дистанційного  зондування, що допоможуть користувачам досліджувати природні ресурси Землі  та Світового океану, вирішувати завдання природокористування, екологічного моніторингу, попередження та контролю надзвичайних ситуацій.

Вирішує задачі:

1. контролю стану рослинності та грунтів;
2. визначення та прогнозу стану і забруднення атмосфери, океанів;
3. льодового розвідування;
4. дослідження фізико-геологічних структур;

прогнозу погоди та клімату.

Характеристики  КА “Океан-О”:

Космічний апарат	Океан-О
Маса, т	6,2
Параметри орбіти: висота, км нахил, град.	675 98
Гарантований ресурс, р.	3
Ракета-носій	Зеніт-2

Космічна система "Мікрон" (КС5МФ2) є космічною системою нового покоління, що орієнтована на інтеграцію в світову систему ДЗЗ.

КА "Мікросупутник" призначений:

- для зйомки участків поверхні Землі в видимому диапазоні та передачі даних зйомки на Землю.

- для опрацювання мікросупутникових технологій.

Тактико-технічні характеристики КС5МФ2

Маса	66 кг
Габаритні розміри
у зачекованому положенні	430*430*967 мм
у робочому положенні	1240*1240*3945 мм
Термін активного  існування	3 роки
Точність орієнтації в режимі підтримки трьохвісьної орієнтації в ОСК:
на освітлених дільницях  орбіти	не гірше 1 град. (по тангажу, крену та рисканню) при кутових швидкостях 0,005 град/с
на неосвітлених дільницях  орбіти	2 град. при кутових швидкостях 0,01 град/с
Площа сонячних батарей	1 кв.м
Кількість телеметричних  датчиків
сигнальних	64
аналогових	60
Температура посадочних місць
на корпусі	-30 С ... + 50 С
на виносних елементах  конструкції	-80 С... + 80 С
Ширина смуги  огляду   (при Н=628-656 км)	(351-367) км
Проекція пікселя на місцевість	(163-170) м
Технічна швидкість  передачі інформації на Землю	256 Кбіт/с