Карат (спутниковая платформа)

«Карат» — платформа для создания малых спутников научного назначения, разработанная в НПО им. С. А. Лавочкина. Предназначена для создания сравнительно дешёвых в изготовлении и запуске спутников со сроком активного существования от трёх лет, которые могут выводиться на орбиту групповыми запусками или в качестве попутной нагрузки для других аппаратов. В рамках Федеральной космической программы на 2006—2015 годы запущено два построенных на платформе «Карат» спутника МКА-ФКИ (Малый космический аппарат для фундаментальных космических исследований) в 2012 и 2014 годах, оба проработали значительно меньше назначенного срока.

Назначение платформы

Платформа «Карат» создана для построения лёгких и компактных космических аппаратов, которые, благодаря применению современных технологий при разработке платформы и полезной нагрузки, должны иметь возможности, ранее обеспечивавшиеся аппаратами существенно большей массы, требовавших больших затрат при создании и выведении на орбиту. Предполагалось, что на базе платформы «Карат» могут быть сформированы недорогие в изготовлении, запуске и эксплуатации спутниковые системы для научных исследований, мониторинга земной поверхности и связи, пригодные для групповых или попутных с другими аппаратами запусков^[1]. Cоздание платформы «Карат» началось в 2005—2006 годах, на её базе планировалась построить серию спутников в рамках Федеральной космической программы на 2006—2015 годы. Предполагалось, что первый аппарат будет запущен в 2008 году^[2], а до 2016 года будет выведено на орбиту пять таких спутников^[3].

Описание платформы

Состав

В состав унифицированной малоразмерной негерметичной платформы «Карат» входят следующие модули^[4]:

базовая платформа, являющаяся основой для установки остального оборудования;
служебный модуль, включающий унифицированные приборные модули бортовых систем со стандартным набором интерфейсов, состав приборных модулей может меняться в зависимости от программы полёта;
модуль системы энергоснабжения с солнечными батареями, варианты компоновки солнечных батарей могут меняться;
модуль двигательной установки;
модуль целевой полезной нагрузки, определяемой программой полёта.

Характеристики

Характеристики спутниковой платформы «Карат»^[5]
Назначение	Создание малоразмерных КА различного научного назначения
Области применения	проведение фундаментальных научных исследований; дистанционное зондирование Земли; метеорологический и экологический мониторинг; обеспечение связи; отработка новых технологий и решений; создание группировок малых КА различного целевого назначения.
Основные характеристики	масса платформы: до 140 кг; ориентация: трехосная; среднесуточная мощность системы энергоснабжения: до 250 Вт; диапазон бортового радиокомплекса: S или Х; двигательная установка: абляционная импульсная плазменная^[6].
Масса полезной нагрузки	до 100 кг.
Средства выведения	РН семейства «Союз» с РБ «Фрегат». Попутное выведение с другими нагрузками или групповой вывод малых КА на платформе «Карат».
Рабочие орбиты^[7]	Низкие орбиты высотой 400—800 км с различным наклонением, включая солнечно-синхронные; высокоэллиптические c апогеем 20 000—300 000 км.

Срок активного существования спутников на платформе «Карат» оценивается в 3 года. Разрабатывается также версия платформы «Карат-200» с массой 200 кг, массой полезной нагрузки до 150 кг, увеличенной мощностью системы энергоснабжения и сроком работы до пяти лет^[8].

Космические аппараты на платформе «Карат»

Запущенные

Первый построенный на платформе «Карат» спутник серии МКА-ФКИ, «Зонд-ПП», предназначенный для картирования влажности почв, солёности океанов и получения другой метеорологической и климатической информации^[9], был запущен носителем Союз-ФГ в июле 2012 года, совместно с другими космическими аппаратами^[3]. «Зонд-ПП» отработал на орбите один год при планируемом сроке эксплуатации в 3 года^[10].

Второй аппарат типа МКА-ФКИ — спутник «Вернов» оснащенный комплексом «РЭЛЕК» (Релятивистские ЭЛЕКтроны) для исследования магнитосферных релятивистских электронов и их воздействия на верхнюю атмосферу и ионосферу Земли^[11]. Спутник был запущен 8 июля 2014 года совместно с ещё несколькими малыми спутниками и аппаратом Метеор-М № 2^[12]. Поступление научной информации со спутника «Вернов» продолжалось до декабря 2014 года, после чего связь с ним была потеряна. В марте 2015 года принято решение о прекращении эксплуатации аппарата^[13].

Планируемые

В серии МКА-ФКИ планировалось создание на платформе «Карат» орбитальной солнечной обсерватории под проектным названием «Арка», предназначенной для продолжения фундаментальных исследований Солнца, проводившихся на спутниках КОРОНАС-И (1994—2000 годы), КОРОНАС-Ф (2001—2005 годы) и Коронас-Фотон (2009 год). Запуск аппарата предполагался в 2015 году^[9]. Однако, при подведении итогов Федеральной космической программы на 2006—2015 годы проект МКА-ФКИ был признан неудачным из-за стоимости, значительно превысившей ожидаемую, и малого срока жизни построенных спутников. Новая солнечная обсерватория «Арка» с двумя солнечными телескопами с диаметром зеркал 25 см создается на модифицированной платформе «Карат-200» и должна быть запущена в 2024 году^[14].

Готовятся также четыре спутника по проекту изучения магнитосферы «Резонанс». Спутники создаются с учётом задела по программе МКА-ФКИ на платформе на платформе «Карат-200». Запуск аппаратов по программе «Резонанс» на высокоэллиптические орбиты ожидается после 2025 года и должен быть осуществлён двумя пусками, по два аппарата в каждом^[15], .

Примечания

↑ А.В. Фомичев, 2011, Цель проекта.
↑ Создание унифицированной микроплатформы «Карат» (рус.). Роскосмос. Архивировано из оригинала 16 марта 2007 года.
↑ ¹ ² Ракета-носитель "Союз" вывела на орбиту пять спутников (рус.). Вести.ру (22 июля 2012). Дата обращения: 25 мая 2021. Архивировано 25 мая 2021 года.
↑ А.В. Фомичев, 2011, Унификация систем.
↑ МКП "Карат" (рус.). НПО им. С.А. Лавочкина. Дата обращения: 25 мая 2021. Архивировано 15 июня 2021 года.
↑ Дьяконов Г.А., Любинская Н.В., Семенихин С.А. Хрусталев М.М. Абляционный импульсный плазменный двигатель для малоразмерных космических аппаратов (рус.) // Труды МАИ : Электронный журнал. — 2014. — Вып. 73. Архивировано 25 июня 2021 года.
↑ А.В. Фомичев, 2011, Сценарии задач.
↑ Хартов В. В., Пичхадзе К. М., Мартынов М. Б., Романов В. М., Воронцов В. А. Российские автоматические аппараты для фундаментальных космических исследований. Прошлое и будущее. (к 75-летию НПО им. С. А. Лавочкина) : презентация. — Федеральное космическое агентство РФ. НПО им. С.А. Лавочкина, 2012.
↑ ¹ ² И. Афанасьев. МКА-ФКИ: малые аппараты для больших задач (рус.) // Новости космонавтики. — 2011. — Апрель (т. 6). Архивировано 17 июня 2012 года.
↑ Спутник "Зонд-ПП" сломался, отработав на орбите год вместо трех положенных (рус.). Интерфакс (6 июня 2013). Дата обращения: 25 мая 2021. Архивировано 25 мая 2021 года.
↑ Эксперимент РЭЛЕК на спутнике «Вернов» (рус.). Совет РАН по космосу. Дата обращения: 25 мая 2021. Архивировано 28 октября 2017 года.
↑ Космический аппарат «Метеор-М» успешно выведен на целевую орбиту (рус.). Роскосмос. Дата обращения: 25 мая 2021. Архивировано 25 мая 2021 года.
↑ Год назад стартовал спутник «Вернов» (рус.). НИИЯФ МГУ (8 июля 2015). Дата обращения: 25 мая 2021. Архивировано 25 мая 2021 года.
↑ Платформа для новой солнечной обсерватории будет разрабатываться НПО им. С.А.Лавочкина (рус.). ФИАН. Дата обращения: 25 мая 2021. Архивировано 25 мая 2021 года.
↑ Малый космический аппарат для фундаментальных космических исследований "Резонанс" (рус.). НПО им. С.А. Лавочкина. Дата обращения: 24 мая 2021. Архивировано 27 мая 2021 года.

Литература

А.В. Фомичев. Проект создания унифицированной космической микроплатформы "Карат" // Моделирование системы управления перспективного малогабаритного космического аппарата для фундаментальных научных исследований. — М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011.

Ссылки

Zond-PP (MKA-PN 1) (англ.). Gunter's space page. Дата обращения: 25 мая 2021. Архивировано 25 мая 2021 года.
Relek → Vernov (MKA-PN 2) (англ.). Gunter's space page. Дата обращения: 25 мая 2021. Архивировано 28 августа 2021 года.

[_80615fe486167099-1] А.В. Фомичев, 2011, Цель проекта.

[2] Создание унифицированной микроплатформы «Карат» (рус.). Роскосмос. Архивировано из оригинала 16 марта 2007 года.

[вести-3] ¹ ² Ракета-носитель "Союз" вывела на орбиту пять спутников (рус.). Вести.ру (22 июля 2012). Дата обращения: 25 мая 2021. Архивировано 25 мая 2021 года.

[_71cb0d26f7319aac-4] А.В. Фомичев, 2011, Унификация систем.

[5] МКП "Карат" (рус.). НПО им. С.А. Лавочкина. Дата обращения: 25 мая 2021. Архивировано 15 июня 2021 года.

[6] Дьяконов Г.А., Любинская Н.В., Семенихин С.А. Хрусталев М.М. Абляционный импульсный плазменный двигатель для малоразмерных космических аппаратов (рус.) // Труды МАИ : Электронный журнал. — 2014. — Вып. 73. Архивировано 25 июня 2021 года.

[_d690c224c9707198-7] А.В. Фомичев, 2011, Сценарии задач.

[8] Хартов В. В., Пичхадзе К. М., Мартынов М. Б., Романов В. М., Воронцов В. А. Российские автоматические аппараты для фундаментальных космических исследований. Прошлое и будущее. (к 75-летию НПО им. С. А. Лавочкина) : презентация. — Федеральное космическое агентство РФ. НПО им. С.А. Лавочкина, 2012.

[NK042011-9] ¹ ² И. Афанасьев. МКА-ФКИ: малые аппараты для больших задач (рус.) // Новости космонавтики. — 2011. — Апрель (т. 6). Архивировано 17 июня 2012 года.

[10] Спутник "Зонд-ПП" сломался, отработав на орбите год вместо трех положенных (рус.). Интерфакс (6 июня 2013). Дата обращения: 25 мая 2021. Архивировано 25 мая 2021 года.

[11] Эксперимент РЭЛЕК на спутнике «Вернов» (рус.). Совет РАН по космосу. Дата обращения: 25 мая 2021. Архивировано 28 октября 2017 года.

[12] Космический аппарат «Метеор-М» успешно выведен на целевую орбиту (рус.). Роскосмос. Дата обращения: 25 мая 2021. Архивировано 25 мая 2021 года.

[13] Год назад стартовал спутник «Вернов» (рус.). НИИЯФ МГУ (8 июля 2015). Дата обращения: 25 мая 2021. Архивировано 25 мая 2021 года.

[14] Платформа для новой солнечной обсерватории будет разрабатываться НПО им. С.А.Лавочкина (рус.). ФИАН. Дата обращения: 25 мая 2021. Архивировано 25 мая 2021 года.

[15] Малый космический аппарат для фундаментальных космических исследований "Резонанс" (рус.). НПО им. С.А. Лавочкина. Дата обращения: 24 мая 2021. Архивировано 27 мая 2021 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]