CFOSAT — Википедия

CFOSAT
Заказчик	CNSA CNES
Задачи	Мониторинг поверхностных ветров и океанических волн
Стартовая площадка	Цзюцюань LC-43
Ракета-носитель	Чанчжэн-2C
Запуск	29 октября 2018
COSPAR ID	2018-083A
SCN	43662
Технические характеристики
Платформа	CAST 2000
Масса	650 кг
Мощность	1500 Вт
Источники питания	солнечная батарея
Ориентация	трёхосная стабилизированная
Срок активного существования	3 года
Элементы орбиты
Тип орбиты	Солнечно-синхронная орбита
Большая полуось	6895 км
Наклонение	97,5°
Период обращения	95 мин
Апоцентр	524,7 км
Перицентр	523,3 км
Целевая аппаратура
SCAT	векторный ветровой скаттерометр
SWIM	волновой скаттерометр
cfosat.cnes.fr/fr/cfosat…

CFOSAT (англ. Chinese-French Oceanic Satellite) — совместная миссия китайского (CNSA) и французского (CNES) космических агентств, целью которой является мониторинг ветров и волн на поверхности океанов и оптимизация моделирования морских прогнозов, используемых морской метеорологией а также сбор данных о физических процессах во время формирования и эволюции волн. Для достижения этой цели мини-спутник (около 600 кг) использует два радара (скаттерометры): SWIM, разработанный CNES, измеряет направление, высоту и длину волны, и SCAT — направление и скорость ветра. Разработка спутника началась в начале 2010 года. 29 октября 2018 года аппарат был выведен на орбиту. Срок службы миссии не менее 3 лет.

История миссии началась в 2006 году, когда Китай и Франция подписали меморандум о взаимопонимании по CFOSAT. Проект был запущен в Пекине в марте 2007 года. Технико-экономическое проектирование радара SWIM, разработанного Thales Alenia Space в Тулузе, началось в мае 2007 года. В январе 2009 года запущено предварительное проектирование инструмента SWIM. Решение о переходе к этапу реализации было принято в декабре 2010 года^[1]. Научная часть проекта поддерживается в Китае со стороны Национальной спутниковой службы океанических исследований (NSOAS), а во Франции - со стороны LATMOS при участии Метео-Франс и французского океанографического института IFREMER^[2].

Характеристика волн представляет собой один из основных типов данных в морской метеорологии. Их получение обеспечивает прогнозы состояния моря , которые важны для многих видов деятельности, таких как морской транспорт, работы на море, морской туризм и борьба с загрязнением моря. Состояние моря зависит от многих факторов: местный ветер, морское дно, течения, характеристики волнообразующих факторов (скорость и расстояния), приливы, отливы и др. Картографирование этих явлений, необходимое для прогнозов, все еще несовершенно^[3].

CFOSAT предназначен для проведения крупномасштабных наблюдений за локальным приземным ветром (направлением и скоростью), а также за направлением, амплитудой и длиной волн^[4].

• Основная цель состоит в том, чтобы улучшить прогнозы состояния моря, составляемые морской метеорологией, путем построения более точных моделей на основе данных, собранных спутником на протяжении нескольких лет.
• Вторичной целью является улучшение понимания работы локальных физических процессов, таких как возникновение мёртвой зыби, возникающей в отдаленных регионах моря, под действием местных ветров.

Ожидаемая производительность выглядит следующим образом^[5]:

• Определение направления волн с пространственным разрешением от 50x50 до 70x70 км² и точностью около 15°.
• Определение длины волн, размером 70-500 м с точностью от 10 до 20 %.
• Определение высоты волны более 40-50 см с точностью 10 %.
• Определение направления ветра по ширине 900 км относительно земной поверхности с пространственным разрешением от 25x25 до 50x50 км² с точностью ± 20°, при скорости ветра от 4 до 24 м/с.
• Определение скорости ветра с точностью ± 2 м/с (до 10%).
• Сбор данных с поверхности планеты с временным разрешением от 1 до 2 дней.
• Передача данных менее чем за 3 часа.

CFOSAT был выведен на орбиту китайской ракетой Чанчжэн 2C вместе с четырьмя китайскими и одним белорусским наноспутниками 29 октября 2018 года^[6][7]. Спутник движется по гелиосинхронной орбите с высотой 519 км и наклоном 97°. Спутник возвращается на трассу каждые 13 дней. Данные принимаются и обрабатываются как наземными станциями Китая, так и Франции. Чтобы составить прогнозы, данные предоставляются менее чем за 3 часа для объединения в единую целостную модель. Сбор данных о ветрах по всему земному шару составляет 3 дня и 13 дней для данных о параметрах волн. Начальная продолжительность миссии 3 года. В конечном итоге собранные данные могут быть включены в европейскую базу данных GMES^[8].

CFOSAT — это компактный 3-осевой стабилизированный мини-спутник весом 650 кг, имеющий приблизительно кубическую форму (1,4х1,4х1,2 м). Ожидаемый срок службы 3 года. Спутник включает платформу CAST 2000, предоставленную Китаем, и полезную нагрузку с двумя приборами SWIM и SCAT. Точность наведения составляет 0,1°. Энергия обеспечивается солнечными батареями, развернутыми на орбите, которые вырабатывают 1500 Вт в начале миссии и 1300 Вт в конце миссии. В теневой стороне орбиты энергия восстанавливается от батарей емкостью 60 ампер-часов^[9][10].

• SWIM (прибор для исследования и мониторинга поверхностных волн) представляет собой скаттерометр, разработанный CNES, который измеряет волновые свойства (направление, длину волны). SWIM — это радар с реальной апертурой, работающий в Ku-диапазоне (13,2 — 13,6 ГГц). Радар испускает 6 лучей 2×2° с низкой частотой падения (от 0 до 10° с шагом 2°) относительно местной вертикали. Вращением (6 оборотов в минуту) лучи охватывают область радиусом 88 км. Наклон водной поверхности на одной линии определяется вариациями отражения луча радара. В инструменте используется инновационный принцип, разработанный Thales Alenia Space, ранее создавшей встроенные инструменты Cryosat, SARAL и Jason. Характеристики прибора оптимизированы для измерения длинноволнового излучения (70 - 500 метров)^[11].
• SCAT является векторным ветровым скаттерометром, разработанный CNSA, который измеряет направление и скорость приземного ветра. Лучи радаров вращаются с большим углом падения (18 ~ 50°)^[12].

• Hauser, Danièle. CFOSAT: A new Chinese-French satellite for joint observations of ocean wind vector and directional spectra of ocean waves (англ.) // Proceedings SPIE 9878, Remote Sensing of the Oceans and Inland Waters: Techniques, Applications, and Challenges : journal. — 2016. — April (vol. 9878). — P. 1—22. — doi:10.1117/12.2225619.

• Китайское национальное космическое управление

•  (англ.) CFOSAT на сайте EO портала Европейского космического агентства
• CNES официальный сайт научных миссий
• Новости космической деятельности. CFOSat.