«Аракс» (11Ф664) — радянсько-російська програма важких військових супутників оптико-електронної розвідки, розроблена НВО імені С. А. Лавочкіна на основі платформи «Аркон» (Arkon). Її особливістю було поєднання великого дзеркального телескопа з цифровою оптико-електронною апаратурою та передаванням зображень на Землю. На відміну від плівкових супутників сімейства «Янтар», «Аракс» не потребував фізичного повернення фотоматеріалів.
Програма була задумана ще в СРСР як наступник супутників оптичної розвідки «Янтарь-4КС1» («Неман»), однак через технологічні труднощі, розпад СРСР та фінансову кризу перший апарат вдалося запустити лише 1997 року.
Загалом було запущено два супутники — «Космос-2344» (Аракс-Н №1) та «Космос-2392» (Аракс-Н №2). Обидві місії завершилися достроково: перша приблизно через чотири місяці, друга — приблизно через рік роботи.
Назва та позначення
У відкритих джерелах програма має кілька назв:
- «Аракс» — військова назва системи.
- «Аракс-Н» — варіант назви, де «Н» походить від російського «низкоорбитальный» («низькоорбітальний»), хоча фактична орбіта цих апаратів була значно вищою за звичайні низькоорбітальні розвідувальні супутники.
- «Аркон» / Arkon — назва платформи та запропонованого комерційного або цивільного варіанта.
- 11Ф664 — галузевий і військовий індекс.
- «Космос-2344» — офіційне позначення першого запущеного апарата.
- «Космос-2392» — офіційне позначення другого апарата.
Існує певна плутанина щодо назви. НВО Лавочкіна у своїх матеріалах представляло платформу як Arkon, тоді як російські космічні війська пізніше підтвердили, що військовий апарат мав назву «Аракс». Тому в західній літературі широко використовується конструкція Araks/Arkon.
Походження програми
Ідея «Аракса» виникла ще в радянський період.
Проєкт розроблявся НВО імені С. А. Лавочкіна з кінця 1970-х років. Концепція передбачала створення принципово нового для СРСР типу розвідувального апарата — великого супутника з дзеркальним телескопом та електронним формуванням зображення.
У 1983 році проєкт отримав офіційне схвалення. Перший запуск планувався приблизно на 1987 рік. Однак створення великого космічного дзеркала стало одним із головних технологічних вузьких місць. Радянська промисловість не мала достатнього досвіду виготовлення дзеркал такого розміру для космічних телескопів.
Додатковою проблемою була надзвичайно велика маса апарата. Для його запуску на високу еліптичну орбіту знадобилася спеціальна модернізація розгінного блока ДМ, яка отримала позначення ДМ-5 / 17С40.
Розпад СРСР і відновлення проєкту
До кінця 1980-х років проєкт залишався незавершеним.
Після розпаду СРСР у 1991 році фінансування практично припинилося. Програму намагалися зберегти завдяки планам НВО Лавочкіна використовувати створювану платформу не лише для військових, а й для цивільних та комерційних завдань.
Саме в цей період назва «Аркон» стала публічною. Розробник демонстрував платформу як багатоцільову космічну систему, яку можна було використовувати для дистанційного зондування Землі та астрономічних місій.
Платформа «Аркон»
Конструктивно «Аракс» був пов’язаний із багатоцільовою платформою НВО Лавочкіна, створеною на основі технологічних рішень, що використовувалися в радянських міжпланетних апаратах серій «Марс» і «Венера».
Саме тому архітектура «Аракса» суттєво відрізнялася від традиційних радянських розвідувальних супутників «Янтар».
Платформа «Аркон» базувалася на спадщині апаратів «Марс»/«Венера», а оптичну систему постачало ЛОМО.
Призначення
Основним завданням «Аракса» була оптико-електронна розвідка поверхні Землі.
Апарат мав забезпечувати:
- отримання цифрових зображень земної поверхні;
- детальне спостереження заданих районів;
- широкозональну зйомку;
- багаторазове спостереження однієї ділянки;
- отримання зображень під різними кутами;
- передавання цифрових даних на наземні станції;
- накопичення інформації на борту для подальшої передачі.
На відміну від «Кобальт-М», де результат фотографування фізично зберігався на плівці, «Аракс» створював електронне цифрове зображення.
Концепція цифрової розвідки
«Аракс» був одним із перших радянських і російських проєктів, що намагалися реалізувати концепцію, близьку до американських цифрових розвідувальних супутників серії KH-11/KENNEN.
Ключова відмінність полягала у відмові від плівкової технології.
Традиційний «Янтар» використовував схему:
об’єктив → фотоплівка → спускна капсула → фізичне повернення плівки → наземна обробка.
«Аракс» використовував іншу схему:
телескоп → електрооптичний сенсор → цифровий сигнал → бортова обробка та накопичення → радіопередача.
Таким чином, принципово зменшувалася затримка між отриманням зображення та його доставкою споживачеві.
Оптична система
Головною технологічною особливістю «Аракса» був великий дзеркальний телескоп 17В317.
Його створенням займалося ленінградське, а згодом санкт-петербурзьке підприємство ЛОМО.
Діаметр головного дзеркала становив приблизно 1,5 м. Це було одне з найбільших космічних дзеркал, створених радянською промисловістю для супутникової оптичної розвідки.
Телескоп мав схему Кассегрена.
За опублікованими оцінками, довжина оптичної системи становила приблизно 6,89 м, а фокусна відстань — близько 27 м. Деякі ранні проєктні матеріали вказували на дзеркало діаметром до 2 м, але фактичний апарат отримав дзеркало діаметром близько 1,5 м.
Електрооптичний сенсор
Оптична система працювала спільно з електронними сенсорами.
У відкритих технічних матеріалах для «Аркона» згадуються:
- панхроматичний канал;
- ближній інфрачервоний канал;
- ПЗЗ/CCD-елементи;
- цифрова обробка зображення.
Інфрачервоний канал вимагав спеціального температурного режиму. Саме цим пояснюється наявність великої радіаторної та охолоджувальної поверхні на конструкції апарата.
Роздільна здатність
Офіційні та проєктні матеріали «Аркон-1» наводили діапазон просторової роздільної здатності приблизно 2–10 м залежно від умов спостереження та геометрії орбіти.
Водночас у матеріалах щодо початкового проєкту 17В317 наводилися значно оптимістичніші оцінки — від приблизно 30 см до 1–2 м залежно від висоти.
Ці цифри не слід беззастережно ототожнювати з гарантованою фактичною роздільною здатністю серійного апарата.
Отже, у відкритих джерелах зустрічається широкий діапазон характеристик, що відображає різницю між початковими проєктними параметрами, рекламними матеріалами платформи та оцінками фактичної системи.
Висока орбіта
Найхарактернішою особливістю «Аракса» була його надзвичайно висока еліптична орбіта порівняно з більшістю супутників оптичної розвідки.
Для «Космосу-2344» орбітальні параметри становили приблизно:
- перигей — 1509 км;
- апогей — 2748 км;
- нахилення — близько 63,4°.
Для «Космосу-2392» початкова робоча орбіта становила приблизно:
- перигей — 1500 км;
- апогей — 1835–1836 км;
- нахилення — приблизно 63,4°;
- період — близько 120 хвилин.
Саме висота була фундаментальною частиною концепції «Аракса».
Переваги високої орбіти
На перший погляд висока орбіта є невигідною для розвідки: що далі супутник від Землі, то важче отримати високу просторову роздільну здатність.
Розробники компенсували це великим телескопом.
Висока орбіта давала іншу перевагу — значно довший час перебування над районом спостереження.
Замість дуже короткого проходження над цільовою областю супутник міг протягом значного часу спостерігати великий район, виконувати повторні кадри та отримувати зображення під різними кутами. НВО Лавочкіна вказувало на можливість багаторазового спостереження однієї області під час одного проходження.
Геометрія спостереження
За опублікованими характеристиками «Аркона», супутник міг виконувати кілька типів знімання:
- покадрове;
- уздовж траєкторії польоту;
- площинне;
- багатокадрове;
- повторне фотографування одного району.
Для однієї області передбачалося отримання кількох кадрів за один прохід, що могло використовуватися для стереоскопічної або багаторакурсної обробки.
Поле огляду
В опублікованих характеристиках «Аркон-1» наводилася ширина смуги знімання приблизно 15–35 км.
За один прохід апарат міг отримувати інформацію на відстані до приблизно 1000 км уздовж траєкторії, залежно від режиму.
Також заявлялася можливість формування до приблизно 150 кадрів на добу. Ці показники належать до опублікованих характеристик системи та не означають, що кожна місія фактично реалізовувала всі режими одночасно.
Передавання даних
Однією з головних відмінностей «Аракса» від попередніх російських розвідувальних апаратів було цифрове передавання зображень.
НВО Лавочкіна прямо вказувало на можливість:
- передавання цифрової інформації практично в реальному часі;
- зберігання інформації на борту;
- наступного передавання накопичених даних.
Це давало змогу використовувати супутник як оперативну систему спостереження, а не лише як джерело плівки, яку потрібно фізично доставити на Землю.
Бортове зберігання
Окрім прямого передавання, апарат мав засоби накопичення інформації.
Це було необхідно через обмежену видимість наземних станцій. Якщо супутник перебував поза зоною зв’язку, отримані зображення могли зберігатися до наступного сеансу передавання.
Ця архітектура була типовою для цифрових супутників дистанційного зондування, але для російської військової оптичної розвідки стала важливим технологічним переходом.
Масогабаритні характеристики
«Аракс» був надзвичайно великим супутником для системи оптичної розвідки.
У різних джерелах наводяться різні значення маси. Для фактичних апаратів найчастіше використовується оцінка близько 7,5 т.
Ранні проєктні матеріали передбачали меншу масу — близько 6,2 т. Це пояснює частину розбіжностей у довідковій літературі.
Розгінний блок ДМ-5
Через велику масу апарата стандартний варіант розгінного блока «ДМ» був недостатнім.
Для «Аракса» було створено спеціальну модифікацію ДМ-5, яка отримала індекс 17С40.
Для запуску першого «Аракса» блок ДМ було модернізовано, зокрема посилено конструкцію перехідної ферми.
Ракета-носій
Обидва запущені «Аракси» виводилися ракетою «Протон-К» із розгінним блоком ДМ-5.
Перший апарат:
«Протон-К / ДМ-5» → «Космос-2344» → 6 червня 1997 року.
Другий:
«Протон-К / ДМ-5» → «Космос-2392» → 25 липня 2002 року.
Перший апарат — «Космос-2344»
Перший «Аракс-Н» стартував 6 червня 1997 року з Байконура.
Офіційно апарат отримав позначення «Космос-2344».
Запуск здійснювався з майданчика №200/39 ракетою «Протон-К» із ДМ-5. Орбітальні параметри після виведення становили приблизно 1509 × 2748 км, нахилення — близько 63,4°.
Аварія «Космос-2344»
Практично одразу після виходу на орбіту одна з двох основних батарей апарата вийшла з ладу.
Це суттєво обмежило енергетичні можливості супутника. Наземним операторам доводилося постійно керувати системою обігріву під час проходження апарата через тінь Землі, щоб зберегти заряд єдиної справної батареї.
Пізніше виникла критична ситуація з енергопостачанням. Після чергового проходження через тінь Землі батарея практично повністю розрядилася.
У жовтні 1997 року зв’язок із супутником було остаточно втрачено. Загальна тривалість активної місії становила приблизно чотири місяці замість запланованих років.
Результати першої місії
Попри аварію, перший «Аракс» не був повністю безрезультатним.
Під час короткого польоту було випробувано значну частину передбачених режимів роботи. За наявними описами, із супутника вдалося отримати 55 придатних для використання зображень.
Таким чином, перша місія мала значення передусім як технологічне випробування складної оптичної та цифрової системи.
Другий апарат — «Космос-2392»
Другий «Аракс-Н» був запущений 25 липня 2002 року.
Офіційне позначення — «Космос-2392».
Запуск відбувся з Байконура ракетою «Протон-К» із ДМ-5. Стартовий майданчик — №81/24.
Другий апарат отримав робочу орбіту близько 1500 × 1836 км із нахиленням близько 63,4°.
Робота «Космос-2392»
Другий супутник спочатку працював значно успішніше за першого.
За свідченнями учасників проєкту, які наводяться у відкритих матеріалах, якість та обсяг отриманих зображень навіть перевищували очікування військових замовників, а наземна система не завжди встигала обробляти весь потік інформації.
Це стало одним із важливих підтверджень практичної працездатності концепції цифрового розвідувального супутника.
Застосування у 2003 році
За деякими відкритими джерелами, навесні 2003 року «Космос-2392» використовувався для спостереження за операціями США в Іраку.
Однак детальна інформація про конкретні райони знімання, кількість отриманих матеріалів та їхнє використання російськими військовими структурами залишається непублічною.
Втрата «Космос-2392»
У серпні 2003 року другий «Аракс» припинив нормальну роботу.
Після приблизно восьмигодинної перерви в контакті з наземними станціями було виявлено розгерметизацію службового відсіку. За наявними оцінками, тиск у відсіку було втрачено протягом короткого часу.
Точна причина не була остаточно встановлена.
Розглядалися різні можливості:
- зіткнення з космічним сміттям;
- внутрішня технічна несправність;
- пошкодження герметичного корпусу;
- інші зовнішні фактори.
Водночас остаточного публічно підтвердженого висновку щодо причини аварії немає.
Запланований «Аракс-3»
Після запуску другого апарата розглядалася можливість створення третього.
НВО Лавочкіна запропонувало зібрати його з уже наявних компонентів:
- апаратури теплового випробувального зразка;
- обладнання технічного прототипу;
- запасних частин другого супутника;
- нового обладнання системи орієнтації;
- модернізованої цифрової апаратури.
Проєкт отримав позначення, пов’язане з апаратом №6422.
Чому «Аракс-3» не був запущений
Головною проблемою стало фінансування.
У 2000 році НВО Лавочкіна програло конкурс на створення нового покоління російського супутника оптичної розвідки. Переможцем стала пропозиція ЦСКБ-«Прогрес», яка згодом призвела до програми «Персона».
Через це ресурси та пріоритети були спрямовані на нову систему.
Крім того, значна частина старої електронної апаратури «Аракса» вже не вироблялася. Для третього апарата її довелося б фактично створювати заново.
У результаті «Аракс-3» не був побудований і не запускався.
Запланований «Аракс-В»
Паралельно існувала концепція «Аракс-В», де «В» означало високорбітальний варіант.
Ідея полягала в тому, щоб використовувати ще вищу орбіту та забезпечити тривале спостереження великих територій.
Однак «Аракс-В» залишився на рівні проєктної пропозиції і реалізований не був.
Проєкт «Сапфір»
«Аракс» був частиною ширшої радянської концепції космічної оптичної розвідки.
Паралельно ЦСКБ-«Прогрес» розробляло систему «Сапфір».
Задум передбачав поділ завдань:
- «Аракс» — вища орбіта та широкозональне спостереження;
- «Сапфір» — нижча орбіта та більш детальна зйомка.
Обидві системи мали використовувати оптичну систему 17В317 із 1,5-метровим дзеркалом, але «Сапфір» так і не був доведений до льотного апарата.
«Аракс» і «Янтарь-4КС1 «Неман електрооптичну технологію порівняно з традиційними плівковими «Янтарями», але «Аракс» мав стати значно масштабнішим кроком уперед»»
«Аракс» задумувався як наступник розвідувальних супутників «Янтарь-4КС1» («Неман»).
«Неман» використовував електрооптичну технологію порівняно з традиційними плівковими «Янтарями», але «Аракс» мав стати значно масштабнішим кроком уперед — із великим дзеркальним телескопом, цифровими сенсорами та тривалішим перебуванням над районом спостереження.
«Аракс» і «Кобальт-М»
Порівняно з «Кобальт-М» технологічна відмінність була принциповою.
| Характеристика | «Аракс» | «Кобальт-М» |
|---|---|---|
| Тип | цифрова оптико-електронна розвідка | фотографічна розвідка |
| Основний сенсор | електронний | фотоплівка |
| Оптика | великий дзеркальний телескоп | фотографічна камера |
| Збереження зображення | цифрове | фізична плівка |
| Передавання | радіоканал | переважно фізичне повернення |
| Спускні капсули | ні | так |
| Орбіта | висока еліптична | низька еліптична |
| Основна перевага | тривале спостереження та цифрове передавання | висока деталізація плівкової фотографії |
| Роки запусків | 1997, 2002 | 2004–2015 |
«Кобальт-М» був останнім поколінням російських плівкових супутників, тоді як «Аракс» належав до напряму переходу на цифрові технології.
«Аракс» і «Персона»
Історично «Аракс» безпосередньо пов’язаний із появою «Персони».
Після завершення двох місій «Аракса» НВО Лавочкіна запропонувало продовжити систему, але конкурсний проєкт нового супутника оптичної розвідки отримав ЦСКБ-«Прогрес».
Саме ця програма стала «Персоною» — наступним поколінням російських цифрових оптичних розвідувальних супутників.
Технологічне значення
Попри невдалу експлуатаційну історію, «Аракс» мав важливе значення для розвитку російської космічної розвідки.
Програма вимагала одночасного освоєння кількох складних технологій:
- великого космічного дзеркала;
- високоточної оптичної системи;
- електронного формування зображення;
- цифрового накопичення інформації;
- цифрової передачі даних;
- високоточного орієнтування;
- стабілізації великого телескопа;
- роботи складної апаратури на високій еліптичній орбіті.
Фактично «Аракс» був спробою створити російський аналог концепції цифрової розвідувальної обсерваторії, а не просто модернізувати традиційну плівкову фотокамеру.
Учасники програми
До створення системи були залучені кілька провідних радянських і російських підприємств.
- НВО імені С. А. Лавочкіна — головний розробник, системний інтегратор та розробник платформи.
- ЛОМО, Санкт-Петербург — розробник і виробник головного телескопа 17В317.
- НПЦ «Оптекс», Зеленоград — оптико-електронна апаратура.
- НВО «Елас», Зеленоград — бортова обчислювальна та комунікаційна апаратура.
- НДІ «Субмікрон» — бортова електроніка та системи керування.
- РКК «Енергія» — роботи з розгінним блоком ДМ-5.
- Державний космічний науково-виробничий центр імені Хрунічева — ракета-носій «Протон».
Основні технічні характеристики
| Параметр | «Аракс-Н» |
|---|---|
| Індекс | 11Ф664 |
| Назва платформи | «Аркон» |
| Клас | військовий супутник оптико-електронної розвідки |
| Розробник | НВО Лавочкіна |
| Телескоп | 17В317 |
| Схема телескопа | Кассегрен |
| Діаметр головного дзеркала | ≈1,5 м |
| Проєктна фокусна відстань | ≈27 м |
| Проєктна довжина оптичної системи | ≈6,89 м |
| Сенсори | панхроматичні та ближнього ІЧ-діапазону |
| Технологія | цифрове формування зображення |
| Оцінювана роздільна здатність | ≈2–10 м для опублікованої конфігурації; у ранніх проєктах заявлялися кращі показники |
| Маса | ≈7,5 т |
| Орбіта | висока еліптична |
| Типова орбіта | ≈1500 × 1836 км для другого апарата |
| Нахилення | ≈63,4° |
| Ракета-носій | «Протон-К» |
| Розгінний блок | ДМ-5 / 17С40 |
| Запуски | 2 |
| Перший запуск | 6 червня 1997 |
| Другий запуск | 25 липня 2002 |
| «Аракс-3» | не запущений |
| «Аракс-В» | не реалізований |
Значення наведені за відкритими технічними описами та спостереженнями; для низки характеристик існують розбіжності між проєктними та фактичними даними.
Хронологія
| Дата | Подія |
|---|---|
| 1970-ті | формування концепції важкого цифрового розвідувального супутника |
| 1983 | офіційне схвалення розробки |
| 1980-ті | розроблення телескопа 17В317 і платформи |
| 1991 | розпад СРСР і різке скорочення фінансування |
| 1994 | публічне представлення проєкту Arkon-1 у матеріалах російської промисловості |
| 6.06.1997 | запуск першого «Аракса» — «Космос-2344» |
| жовтень 1997 | втрата першого апарата |
| 2000 | конкурс на нову систему оптичної розвідки; перемога проєкту «Персона» |
| 25.07.2002 | запуск другого «Аракса» — «Космос-2392» |
| 2003 | припинення роботи другого апарата |
| 2003 | пропозиція створити «Аракс-3» із наявних компонентів |
| середина 2000-х | «Аракс-3» остаточно не реалізований |
| подальший період | розвиток цифрової оптичної розвідки через програму «Персона» |
Запуски
| Апарат | Офіційне позначення | Дата | Ракета | Орбіта | Результат |
|---|---|---|---|---|---|
| Аракс-Н №1 | «Космос-2344» | 06.06.1997 | «Протон-К / ДМ-5» | ≈1509 × 2748 км, 63,4° | втрачений приблизно через 4 місяці через енергетичну несправність |
| Аракс-Н №2 | «Космос-2392» | 25.07.2002 | «Протон-К / ДМ-5» | ≈1500 × 1836 км, 63,4° | працював близько року, після чого було втрачено герметичність |
Причини обмеженого успіху програми
Історія «Аракса» демонструє комплекс проблем, а не одну причину невдачі.
По-перше, проєкт був технологічно дуже складним. Створення 1,5-метрового космічного дзеркала, його термічна стабілізація та точне орієнтування вимагали високого рівня виробничих технологій.
По-друге, розробка розтягнулася на десятиліття. Концепція сформувалася ще в радянський період, а перший запуск відбувся вже після розпаду СРСР.
По-третє, різке скорочення фінансування призвело до тривалих затримок.
По-четверте, обидва льотні апарати зіткнулися із серйозними технічними несправностями.
Нарешті, після запуску другого супутника вже існувала конкуренція з новішими цифровими платформами, насамперед «Персоною».
Місце в розвитку російської космічної розвідки
«Аракс» займає проміжне місце між двома технологічними епохами.
З одного боку, він був наступником радянської традиції спеціалізованих військових супутників «Янтар».
З іншого — архітектурно та технологічно він уже належав до цифрової епохи, коли розвідувальна інформація формувалася електронними сенсорами та могла передаватися без повернення фізичного носія.
У цьому сенсі «Аракс» став одним із важливих російських експериментів із цифровою оптичною розвідкою.
Спадщина програми
Безпосереднім наступником «Аракса» як російської системи високодетальної цифрової оптичної розвідки стала «Персона».
Водночас технологічна спадщина «Аракса» не обмежувалася самими двома апаратами. Роботи над великим космічним телескопом, цифровими сенсорами, системами орієнтації та передавання даних стали частиною накопиченого досвіду російської космічної промисловості.
НВО Лавочкіна також продовжувало використовувати напрацювання оптичних платформ у наступних проєктах дистанційного зондування та космічної апаратури.
Відмінність між «Аракс», «Аркон» та «Аракс-Р»
Назви «Аракс», «Аркон» і пізніший «Аракс-Р» не слід автоматично вважати назвами одного й того самого апарата.
- «Аракс / Аракс-Н / 11Ф664» — реалізована серія важких оптико-електронних розвідувальних апаратів 1990-х–2000-х років.
- «Аркон» — назва платформи та проєктної і комерційної ідентифікації, тісно пов’язаної з «Араксом».
- «Аракс-Р» — пізніший проєкт радіолокаційної розвідки, який належить уже до іншої технологічної системи та не є продовженням оптичного «Аракса» 11Ф664.
Загальна характеристика програми
«Аракс» був амбітною спробою Росії створити важку цифрову систему космічної оптичної розвідки з великим дзеркальним телескопом та передаванням зображень безпосередньо на Землю.
Концепція поєднувала кілька нетипових для тогочасної російської космічної техніки рішень: 1,5-метрове дзеркало, цифровий сенсор, високу еліптичну орбіту, тривале спостереження та дистанційне передавання зображень.
Проте практична експлуатація обмежилася двома супутниками. Перший був втрачений через проблеми енергосистеми, другий — після розгерметизації службового відсіку. Запланований третій апарат не був реалізований.
У результаті «Аракс» не сформував повноцінне супутникове угруповання, але став етапом переходу від російської плівкової фото-розвідки «Янтар» до цифрової електрооптичної розвідки.