Сеть космического наблюдения США

редактировать

Сеть космического наблюдения США обнаруживает, отслеживает, каталогизирует и идентифицирует искусственные объекты на орбите Земли, например активные / неактивные спутники, отработавшие тела ракет или осколочные обломки. За систему отвечает Объединенное космическое командование функциональных компонентов, входящее в состав Космических сил США (ранее USSPACECOM (Космическое командование США )).

Наблюдение за космосом выполняет следующие задачи:

  • Предсказать, когда и где распадающийся космический объект повторно войдет в атмосферу Земли ;
  • Предотвратить возвращение космического объекта, который для радара выглядит как ракета, от срабатывания ложной тревоги в датчиках предупреждения о ракетном нападении США и других стран;
  • текущее положение космических объектов и нанесение их предполагаемых орбитальных траекторий;
  • Обнаружение новых искусственных объектов в космосе;
  • Правильное нанесение на карту объектов, движущихся по орбите Земной орбиты ;
  • Создание текущего каталога искусственные космические объекты;
  • Определить право собственности на повторно входящий космический объект;
  • Информировать НАСА, могут ли объекты мешать работе Международной космической станции или спутник орбиты.

Программа SPACETRACK представляет собой всемирную сеть космического наблюдения (SSN), состоящую из выделенных, дополнительных и вспомогательных электрооптических, пассивных радиочастот (RF) и радиоволн. датчики ar. Задача SSN - обеспечить каталогизацию и идентификацию космических объектов, предупреждение о нападении со спутника, своевременное уведомление сил США о пролете спутников, мониторинг космического договора, а также сбор научных и технических данных. Продолжающийся рост количества спутников и орбитального мусора, а также увеличивающееся разнообразие траекторий запуска, нестандартных орбит и геосинхронных высот требуют постоянной модернизации SSN для удовлетворения существующих и будущих требований и обеспечения их рентабельной поддержки.

SPACETRACK также разработал системные интерфейсы, необходимые для командования и управления, наведения на цель и оценки ущерба потенциальной будущей системы противоспутникового оружия США (ASAT). На оптической станции Air Force Maui (AMOS) есть центр обработки информации и суперкомпьютер. Ресурсы и ответственность за разработку радарной системы HAVE STARE были переданы SPACETRACK из разведывательной программы по указанию Конгресса в 93 финансовом году.

Содержание

  • 1 История
    • 1.1 1957–1963
    • 1.2 Предупреждение о ракетах и ​​наблюдение за космосом в годы Эйзенхауэра
    • 1.3 Система наблюдения за космосом ВВС
  • 2 Космический каталог США
  • 3 Радиолокационные станции Шемья и Диярбакыр
    • 3.1 AN / FPS-17
    • 3.2 AN / FPS-79
    • 3.3 Blue Nine и Blue Fox
    • 3.4 AN / FPS-80
  • 4 Сеть космического наблюдения
  • 5 Наземное электрооптическое наблюдение в глубоком космосе
  • 6 Видимое из космоса (SBV) Датчик
  • 7 Государственные службы
  • 8 См. Также
  • 9 Примечания
  • 10 Ссылки
  • 11 Внешние ссылки

История

1957–1963

Спутник Baker-Nunn камера слежения

Первая формализованная попытка правительства США каталогизировать спутники была предпринята в Project Space Track, позже известном как Национальный центр управления космическим наблюдением (NSSCC), расположенном в Hanscom Field в Бедфорд, Массачусетс. О процедурах, используемых в NSSCC, впервые сообщил в 1959 и 1960 годах Валь, который был техническим директором NSSCC. В 1960 году в рамках проекта «Космический трек» Фитцпатрик и Финдли разработали подробную документацию по процедурам, используемым в NSSCC. Проект «Космический трек» начал свою историю спутникового слежения с 1957–1961 гг.

Ранние наблюдения спутников Space Track были собраны более чем в 150 отдельных местах, включая радиолокационные станции, камеры Бейкера – Нанна, телескопы, радиоприемники и гражданами, участвовавшими в Программа операции Moonwatch. Люди на этих участках Лунного дозора записывали наблюдения спутников с помощью визуальных средств, но существовало множество типов и источников наблюдений, некоторые из которых автоматизированы, а некоторые только полуавтоматические. Наблюдения передавались в NSSCC по телетайпу, телефону, почте и через личные сообщения. Там дежурный аналитик сократил данные и определил исправления, которые необходимо внести в элементы орбиты, прежде чем они будут использованы для дальнейших прогнозов. После этого анализа поправки были введены в компьютер IBM 709, который вычислил обновленные орбитальные данные. Обновленные орбитальные данные затем использовались в другой фазе той же компьютерной программы для получения геоцентрической эфемериды. На основе геоцентрических эфемерид были рассчитаны три различных продукта, которые были отправлены обратно на станции наблюдений для планирования будущих возможностей наблюдений.

Предупреждение о ракетах и ​​космическое наблюдение в годы Эйзенхауэра

Запуск Спутник 1 Советским Союзом привел к тому, что правительство США осознало необходимость лучше отслеживать объекты в космосе с помощью Системы слежения за космосом. Первая американская система Minitrack уже существовала на момент запуска спутника, но США быстро обнаружили, что Minitrack не может надежно обнаруживать и отслеживать спутники. ВМС США разработали Minitrack для отслеживания спутника Vanguard, и до тех пор, пока спутники следуют международному соглашению о частотах передачи спутников, Minitrack может отслеживать любой спутник. Однако Советы решили не использовать международные спутниковые частоты. Таким образом, стало очевидным основное ограничение этой системы. Minitrack не мог обнаружить или отследить отказавший или пассивный спутник.

Параллельно с Minitrack использовались камеры слежения за спутниками Baker-Nunn. Эти системы использовали модифицированные телескопы Шмидта с большим разрешением для фотографирования и идентификации объектов в космосе. Камеры впервые были введены в эксплуатацию в 1958 году и в конечном итоге стали использоваться на объектах по всему миру. На пике популярности ВВС управляли пятью объектами, Королевскими военно-воздушными силами Канады управляли двумя, а Астрофизическая обсерватория Смитсоновского института управляла еще восемью объектами. Система Бейкера-Нанна, как и Minitrack, предоставляла мало данных в реальном времени и дополнительно ограничивалась работой в ночное время при ясной погоде.

Помимо проблем со сбором данных со спутников, она Стало очевидно, что сеть слежения США скоро будет перегружена огромным количеством спутников, следовавших за спутниками Sputnik и Vanguard. Накопленный объем данных спутникового слежения потребовал создания или расширения организаций и оборудования для анализа и каталогизации объектов. Потребность в обнаружении и отслеживании информации в реальном времени при запусках советских спутников привела 19 декабря 1958 года к выполнению ARPA указа 50-59 о создании сети космического слежения. Эта сеть космических треков, Project Shepherd, началась с Центра фильтрации космических треков в Бедфорд, Массачусетс и оперативной сети космической обороны (то есть сети предупреждения о ракетном нападении). ARDC приступила к космической миссии в конце 1959 года и в апреле 1960 года создала Временный национальный центр управления космическим наблюдением в Hanscom Field, Massachusetts, чтобы координировать наблюдения и поддерживать спутниковые данные. В то же время Министерство обороны назначило Командование воздушно-космической обороны (ADCOM), ранее называвшееся Командованием ПВО, главным пользователем данных космического трека. ADCOM сформулировала первые планы США по наблюдению за космосом.

В те годы, когда межконтинентальные баллистические ракеты развивались как системы вооружения на передовой, многочисленные датчики обнаружения и предупреждения о ракетах экспериментировались и использовались в качестве оперативных датчиков, и большинство из них вносили свой вклад данные спутниковых наблюдений в тот или иной момент. Многие из них были упущены из виду в современной истории, и заслуживают дополнительных исследований. Среди них были два тринидадских радара обнаружения и слежения; Ларедо, Техас ; и Мурстаун, Нью-Джерси. Дополнительные датчики, которые выполняли или участвовали в космическом слежении, но еще не включены в эту страницу, включают механические радары слежения на островах Каена-Пойнт, Антигуа, Остров Вознесения, военно-морская база Сан-Мигель и атолл Кваджалейн ; три сайта BMEWS ; сайты Pave Paws ; РЛС предупреждения о ракетном нападении AN / FSS-7; массив пассивного электронного сканирования сайтов; Кавалер, Северная Дакота ; Эглин, Флорида ; Система космического наблюдения Мауи ; Глобус II ; Аэродром Сан-Вито-деи-Норманни ; TOS / CROSS; и Лаборатория Линкольна Массачусетского технологического института.

Система наблюдения за космосом ВВС

Система наблюдения за космосом ВВС (AFSSS), также известная как «космический забор», была высокочастотная радиолокационная сеть, расположенная в пунктах на юге США (от Калифорнии до Джорджии ) с централизованной площадкой обработки данных в Военно-морской сети и Командовании космических операций в Дальгрен, Вирджиния. AFSSS начиналась как система космического наблюдения ВМФ (SPASUR) в 1961 году (позже переименованная в NAVSPASUR). Он был передан ВВС в 2004 году и переименован в AFSSS. «Забор» находился в ведении ВВС США (20-я космическая эскадрилья отряд 1).

Спутниковая система обнаружения и разведки (бывшее обозначение NSSS) достигла первоначального уровня готовности в 1961 году. Роль «заграждения» возросла. Система обнаруживала космические объекты от новых запусков, маневров существующих объектов, разрушения существующих объектов и предоставляла пользователям данные из своего каталога космических объектов. В этом каталоге поддерживаются орбитальные параметры более 10 000 объектов, которые сейчас используются НАСА, метеорологическими агентствами и дружественными зарубежными агентствами. Эта информация важна для вычисления информации предотвращения столкновений для устранения конфликта окон запуска с известными орбитальными космическими объектами.

21-е космическое крыло закрыло систему космического наблюдения ВВС 1 октября 2013 года, сославшись на ограничения ресурсов, вызванные секвестрацией. Новый S-диапазон Space Fence строится на атолле Кваджалейн.

Космический каталог США

Министерство обороны США (DoD) имеет с момента запуска первого спутника в 1957 году поддерживала базу данных о состояниях спутников, известную как Каталог космических объектов или просто Космический каталог. Эти состояния спутников регулярно обновляются данными наблюдений из сети космического наблюдения, глобальной сети интерферометров, радаров и оптических систем слежения. Две отдельные базы данных каталогов поддерживаются USSTRATCOM: первичный каталог космического командования ВВС (AFSPC) и альтернативный каталог военно-космического командования (NSC). К 2001 году количество занесенных в каталог объектов составило почти 20 000.

Для ведения этих каталогов используются различные теории астродинамики. Теория общих возмущений (GP) обеспечивает общее аналитическое решение уравнений движения спутника. Орбитальные элементы и связанные с ними частные производные выражаются как разложения в ряд с точки зрения начальных условий этих дифференциальных уравнений. Теории GP эффективно работали на самых первых электронных вычислительных машинах, и поэтому были приняты в качестве основной теории для определения орбиты космического каталога. Для упрощения этих аналитических теорий должны быть сделаны предположения, такие как усечение гравитационного потенциала Земли до нескольких зональных гармонических членов. Атмосфера обычно моделируется как статическое сферическое поле плотности, которое экспоненциально затухает. Влияние третьего тела и резонансные эффекты частично смоделированы. Повышенная точность теории GP обычно требует значительных усилий по развитию.

НАСА поддерживает гражданские базы данных орбитальных элементов GP, также известные как NASA или NORAD двухстрочные элементы. Наборы элементов GP представляют собой "средние" наборы элементов, в которых удалены определенные периодические особенности для повышения эффективности долгосрочного прогнозирования, и для которых требуется специальное программное обеспечение для восстановления сжатой траектории.

РЛС Шемя и Диярбакыр

AN / FPS -17 и радары AN / FPS-80 были размещены на острове Шемья на Алеутских островах у побережья Аляски в 1960-х годах для отслеживания испытаний советских ракет и поддержки системы космического слежения ВВС. В июле 1973 года компания Raytheon выиграла контракт на создание системы под названием «Cobra Dane » на Шеме. Обозначенный как AN / FPS-108, Cobra Dane заменил радары AN / FPS-17 и AN / FPS-80. Вступив в строй в 1977 году, Cobra Dane также выполнял главную задачу по наблюдению за советскими испытаниями ракет, запущенных с юго-запада России на сибирский полуостров Камчатка. Эта большая однолицая РЛС с фазированной антенной решеткой была самой мощной из когда-либо построенных.

FPS-80 был радаром сопровождения, а FPS-17 был радаром обнаружения советских ракет. Оба были частью Системы раннего предупреждения о баллистических ракетах (BMEWS ). Большой радар обнаружения (AN / FPS-17) вступил в строй в 1960 году. В 1961 году рядом был построен радар слежения AN / FPS-80. Эти радары были закрыты в 1970-х годах.

РЛС сбора разведывательной информации Пиринклик (близ Диярбакыра, Турция) в конечном итоге состоял из одного радара обнаружения (FPS-17) и одного механического радара слежения (FPS-79). Радары «Пиринклик» эксплуатировались 19-й эскадрильей наблюдения. Радар FPS-17 достиг IOC 1 июня 1955 года, а FPS-79 - в 1964 году. Оба радара работали на частоте UHF (432 МГц). Хотя два радара Pirinclik были ограничены своей механической технологией, они давали преимущество одновременного отслеживания двух объектов в реальном времени. Его расположение недалеко от южной части бывшего Советского Союза сделало его единственным наземным датчиком, способным отслеживать фактические отклонения от орбиты российских космических объектов. Кроме того, радар Пиринклик был единственным датчиком дальнего космоса в восточном полушарии, работающим круглосуточно. Работа радара в Пиринклике была прекращена в марте 1997 года.

AN / FPS-17

Поскольку Советский Союз, очевидно, быстро продвигал свою ракетную программу, в 1954 году Соединенные Штаты начали программу разработки. РЛС дальнего наблюдения. Подразделение тяжелой военной электроники General Electric (HMED) в Сиракузах, штат Нью-Йорк было генеральным подрядчиком, а Lincoln Laboratory - субподрядчиком. Этот радар слежения, AN / FPS-17, был задуман, спроектирован, построен и установлен для эксплуатации за девять месяцев. Первая установка, получившая обозначение AN / FPS-17 (XW-1), находилась в Диярбакыре (Пиринклик ), Турция, для обнаружения советских пусков. Вторая система, получившая обозначение AN / FPS-17 (XW-2), была установлена ​​на AFS Ларедо (примерно в 7 милях (11 км) к северо-востоку от AFB Laredo ) в Техасе для отслеживания ракет, запущенных с Уайт-Сэндс, Нью-Мексико, и послужит испытательной станцией для радаров. Третья система, получившая обозначение AN / FPS-17 (XW-3), была установлена ​​на острове Шемья, Аляска, для обнаружения советских пусков. Диярбакыр FPS-17 был введен в эксплуатацию в июне 1955 года, установка Ларедо - в феврале 1956 года, а Шемья - в мае 1960 года. Первые две установки были закрыты без замены; установка Шемя была заменена радаром Cobra Dane (AN / FPS-108).

Антенна FPS-17 имела фиксированный параболический отражатель тороидальной формы, который обычно составлял 175 футов (53 м).) в высоту и 110 футов (34 м) в ширину и освещался решеткой радиолокационных рупоров, размещенных перед ним. Передатчики работали в диапазоне VHF, посылая импульсы на частотах примерно от 180 до 220 МГц. FPS-17 был уникален тем, что, в отличие от большинства типов радаров, версия каждого сайта отличалась от других сайтов. Различия касались оборудования передатчика, размера и количества отражателя, а также количества и расположения рупоров. Кроме того, FPS-17 была первой действующей радиолокационной системой, в которой использовались методы сжатия импульсов. Две антенны AN / FPS-17 находились в Диярбакыре, Турция, одна антенна в Ларедо и три в Шемья на Алеутских островах.

AN / FPS-79

Оригинальная антенна FPS-79 в Диярбакыре имела уникальную особенность, которая увеличивала полезность космического трека. Рупор с регулируемым фокусным расстоянием обеспечивал широкий луч для обнаружения и узкий луч для отслеживания. Эта антенна была заменена новой антенной и подставкой в ​​1975 году. Сжатие импульсов использовалось для улучшения как усиления, так и разрешения 35-футовой (11 м) тарелочной антенны. Рулевое управление было механическим; FPS-79 имел дальность действия 24 000 миль (39 000 км). Радиолокационная станция закрылась в 1997 году.

13 ноября 1986 года, 13 ноября 1986 года, после облета Земли в явно неактивном состоянии в течение 9 месяцев, третья ступень SPOT 1 Ariane жестоко разделены на 465 обнаруживаемых фрагментов - самое серьезное разрушение спутника, зарегистрированное до 2007 года.

Хотя облако обломков не прошло над континентальной частью Соединенных Штатов более чем через 8 часов, персонал в Центре космического наблюдения (SSC) в горном комплексе Шайенн в Колорадо-Спрингс, штат Колорадо сообщил, что радар FPS-79 США в Пиринклике, Турция, заметил обломки в течение нескольких минут после

Blue Nine и Blue Fox

Blue Nine относится к проекту, в ходе которого производился радар слежения AN / FPS-79, построенный General Electric и использовавшийся с системой электромагнитной разведки 466L (ELINT); ВВС США. Blue Fox относится к модификации РЛС слежения AN / FPS-80 в конфигурации AN / FPS-80 (M). Шемя А.К., 1964. Обе эти системы включали компьютеры GE M236.

AN / FPS-80

60-футовый радар с механическим слежением с тарелкой, построенный General Electric. Развернут на острове Шемья, Аляска, как радар УВЧ и модернизирован до диапазона L в 1964 году. Используется как радар слежения для сетевых измерений Spacetrack после обнаружения цели. В основном используется в разведывательных целях для отслеживания российских ракет. Усовершенствованный радар с фазированной решеткой FPS-108 Cobra Dane заменил радары FPS-17 и FPS-80 в 1977 году.

Сеть космического наблюдения

Сеть космического наблюдения

Командование выполняет эти задачи через свое пространство Действует сеть наблюдения (SSN) армии, флота и авиации США, более 30 наземных радаров и оптических телескопов по всему миру, а также 6 спутников на орбите.

По состоянию на 23 июня 2019 года каталог построен с использованием SSN данные перечислили 44 336 объектов, включая 8 558 спутников, запущенных на орбиту с 1957 г. 17 480 из них активно отслеживались, а 1335 были потеряны. Остальные повторно вошли в турбулентную атмосферу Земли и распались или пережили повторный вход и столкнулись с Землей. SSN обычно отслеживает космические объекты диаметром 10 сантиметров (размер бейсбольного мяча) или больше.

Сеть космического наблюдения имеет множество датчиков, которые предоставляют данные. Они разделены на три категории: специальные датчики, боковые датчики и вспомогательные датчики. Как выделенные, так и дополнительные датчики управляются USSPACECOM, но в то время как у первого есть основная цель сбора данных SSN, вторые получают данные SSN в качестве вторичной цели. Вспомогательные датчики не используются USSPACECOM и обычно осуществляют космическое наблюдение совместно. Кроме того, датчики классифицируются как слежение за околоземными объектами (NE) - наблюдение за спутниками, космическим мусором и другими объектами на более низких орбитах, или Deep Space (DS) - обычно для астероидов и кометы.

Наземное электрооптическое наблюдение в глубоком космосе

GEODSS на вершине кратера Халеакала Космический эксперимент на полпути

Наземное электрооборудование -Оптическое наблюдение глубокого космоса или GEODSS - это оптическая система, в которой используются телескопы, телевизионные камеры с низким уровнем освещенности и компьютеры. Он заменил старую систему из шести 20-дюймовых (полуметровых) камер Baker-Nunn, в которых использовалась фотопленка.

. Существуют три действующих объекта GEODSS, которые подчиняются 21-й оперативной группе :

Площадка в Чой Чон Сан, Южная Корея была закрыта в 1993 году из-за близлежащего города смога, погодных условий и проблем с затратами. Первоначально планировалось, что пятая GEODSS будет работать с площадки в Португалии, но она так и не была построена.

Moron Optical Space Surveillance (MOSS), переносной телескоп с 22-дюймовой апертурой, который участвовал в системе GEODSS, работал на авиабазе Морон, Испания 37 ° 10′12 ″ с.ш., 5 ° 36′32 ″ W / 37,170 ° N, 5,609 ° W / 37,170; -5.609 с 1997 по 2012 год.

GEODSS отслеживает объекты в глубоком космосе, или примерно на 3000 миль (4800 км) за пределами геосинхронных высот. GEODSS требует слежения за погодой в ночное время и ясной погодой из-за присущих оптической системе ограничений. На каждой площадке по три телескопа. Телескопы имеют апертуру 40 дюймов (1,02 м) и поле зрения в два градуса. Телескопы способны «видеть» объекты в 10 000 раз более тусклыми, чем человеческий глаз. Эта чувствительность и фон неба в дневное время, который маскирует отраженный свет от спутников, заставляют систему работать в ночное время. Как и в случае любой наземной оптической системы, облачный покров и местные погодные условия напрямую влияют на ее эффективность. Система GEODSS может отслеживать такие маленькие объекты, как баскетбольный мяч, на расстоянии более 20 000 миль (30 000 км) в космосе или стул на расстоянии 35 000 миль (56 000 км), и является важной частью сети космического наблюдения USSPACECOM. Далекие орбитальные спутники Молния часто обнаруживаются на эллиптических орбитах, которые превосходят Луну и обратно (245 000 миль). Каждый сайт GEODSS отслеживает примерно 3000 объектов за ночь из 9900 объектов, которые регулярно отслеживаются и учитываются. Объекты, пересекающие орбиту Международной космической станции (МКС) в пределах 20 миль (32 км), заставят МКС скорректировать свою орбиту, чтобы избежать столкновения. Самый старый отслеживаемый объект - это Объект №4 (Авангард 1 ), запущенный в 1958 году.

Датчик космической видимости (SBV)

В состав SSN входит один космический датчик, космический датчик видимого диапазона (SBV), выведенный на орбиту на борту спутника Midcourse Space Experiment (MSX ), запущенного Организацией противоракетной обороны в 1996 году. выведен из эксплуатации 2 июня 2008 года.

Спутник-первопроходец Space Based Space Surveillance (SBSS ) теперь выполняет миссию, ранее выполнявшуюся MSX SBV.

Канадский военный спутник Sapphire, запущенный в 2013 году, также передает данные в SSN.

Гражданские службы

USSPACECOM в первую очередь интересуется активные спутники, но также отслеживает космический мусор. По мере роста количества космического мусора и роста ценности спутников в космосе стало важным защищать гражданскую экономическую деятельность и помогать операторам спутников избегать столкновений с мусором. В 2010 году USSTRATCOM получил право предоставлять услуги SSA (космическая ситуационная осведомленность) коммерческим и иностранным субъектам. По состоянию на 2019 год на веб-сайте space-track.org предоставляются следующие услуги: данные о местоположении всех отслеживаемых объектов, оценка соединения, утилизация / поддержка в конце срока службы и многое другое.

См. Также

Примечания

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-20 12:55:35
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте