Сеть космического наблюдения США

Сеть космического наблюдения Соединенных Штатов (SSN) обнаруживает, отслеживает, каталоги и идентифицирует искусственные объекты, вращающиеся на Земле , например, активные/неактивные спутники , ракетные тела или фрагментационный мусор . Система является обязанностью космического командования Соединенных Штатов и управляется космическим силой Соединенных Штатов , и ее функции:

• Предсказайте, когда и где разрушающийся космический объект введет повторно атмосферу Земли ;
• Предотвратить возвращающийся космический объект, который для радара выглядит как ракета, не вызвав ложную тревогу в датчиках предупреждения о ракетных атаках США и других стран;
• Наметить нынешнее положение космических объектов и построить их ожидаемые орбитальные пути;
• Обнаружить новые искусственные объекты в космосе;
• Правильно отображать объекты, путешествующие на орбите Земли ;
• Создать бегущий каталог искусственных космических объектов;
• Определить владение пространственным объектом повторного въезда;

Сеть космического наблюдения включает в себя выделенные, обеспечение и вклад в электрооптические, пассивные радиочастотные (РЧ) и радиолокационные датчики. Он обеспечивает каталогизацию и идентификацию космических объектов, предупреждение о атаке спутников, своевременное уведомление о силах спутниковых переходов, космического договора мониторинга , а также сбора научных и технических разведки . Постоянное увеличение популяций спутникового и орбитального мусора, а также растущее разнообразие в траекториях запуска, нестандартных орбитах и ​​геосинхронных высотах требует дальнейшей модернизации SSN для удовлетворения существующих и будущих требований и обеспечения их экономической поддержки.

SpaceTrack также разработал системные интерфейсы, необходимые для командования и контроля, таргетинга и оценки повреждений потенциальной будущей системы анти-сателлитного оружия США (ASAT). Существует центр обработки информации и суперкомпьютеры на оптической станции ВВС Мауи (AMOS).

История

1957–1963

Камера отслеживания спутников Baker-Nunn

Первые формализованные усилия правительства США по каталогам спутников произошли на космической трассе проекта, позже Известный как Национальный центр управления наблюдением космоса (NSSCC), расположенный в Ханском поле в Бедфорде, штат Массачусетс . Процедуры, использованные в NSSCC, были впервые сообщены в 1959 и 1960 годах Wahl, который был техническим директором NSSCC. В 1960 году, в рамках космической дорожки проекта, Фицпатрик и Финдли разработали подробную документацию процедур, используемых в NSSCC. Проектная космическая трасса начала свою историю спутникового отслеживания с 1957 по 1961 год.

Наблюдения за ранними космическими путями спутников были собраны на более чем 150 отдельных участках, включая радиолокационные станции, камеры Baker -Nunn , телескопы, радиоприемники и граждане, участвующие в программе «Операция Moonwatch» . Люди на этих местах Moonwatch регистрировали наблюдения спутников визуальными средствами, но было множество типов наблюдений и источников, некоторые автоматизированные, некоторые только полуавтоматические. Наблюдения были переданы в NSSCC с помощью телетипа, телефона, почты и личного посланника. Там пошлин аналитик уменьшил данные и определил исправления Это должно быть сделано для орбитальных элементов прежде чем они использовались для дальнейших прогнозов. После этого анализа исправления были поданы в компьютер IBM 709 , который вычислял обновленные орбитальные данные. Обновленные орбитальные данные затем использовались на другой фазе одной и той же компьютерной программы для получения геоцентрических эфемери . Из геоцентрических эфемритов были рассчитаны и отправлены три различных продукта и отправлены обратно на станции наблюдателя за планирование будущих возможностей наблюдения.

Ракетное предупреждение и космическое наблюдение в годы Эйзенхауэра

Запуск Sputnik 1 Советским Союзом привел к тому, что правительство США восприняло необходимость лучшего отслеживания объектов в космосе, используя систему отслеживания пространства. Первая американская система, Minitrack , уже существовала во время запуска Sputnik, но США быстро обнаружили, что Minitrack не может надежно обнаружить и отслеживать спутники. Военно -морской флот США спроектировал Minitrack для отслеживания спутника Vanguard , и до тех пор, пока спутники следовали международному соглашению о частотах передачи спутников, Minitrack может отслеживать любой спутник. Тем не менее, Советы решили не использовать международные спутниковые частоты. Таким образом, главное ограничение этой системы стало видимым. Minitrack не смог обнаружить или отслеживать неисследовательный или пассивный спутник.

Одновременный С Minitrack было использование камер отслеживания спутников Baker-Nunn . Эти системы использовали модифицированные телескопы Schmidt с большим разрешением для фотографирования и идентификации объектов в космосе. Камеры впервые стали эксплуатационными в 1958 году и в конечном итоге работали на участках по всему миру. На своем пике ВВС запустили пять участков, Королевские канадские ВВС пробежали два, а астрофизическая обсерватория Смитсоновского института управляла еще восьми участков. Система Baker-Nunn, такая как Minitrack, предоставила мало данных в режиме реального времени и была дополнительно ограничена ночной, четкой погодой.

Помимо проблем при получении данных о спутниках, стало очевидно, что сеть отслеживания США вскоре будет поражена огромным количеством спутников, которые последовали за Спутником и Авангардом. Количество данных отслеживания спутников, накопленных необходимым созданием или расширением организаций и оборудования для просмотра и каталогизации объектов. Потребность в обнаружении и отслеживании в реальном времени для работы с советскими спутниковыми запусками привела 19 декабря 1958 года к реализации ARPA исполнительного приказа 50-59 для создания сети космического корабля. Эта сеть космического корабля, Project Shepherd, началась с Центра фильтров космической дорожки в Бедфорде, штат Массачусетс , и сети операционной космической обороны (то есть сеть предупреждения о ракетах). ARDC взял на себя миссию космического корабля в конце 1959 года, а в апреле 1960 года установил временный национальный центр контроля надзора космического наблюдения в Ханском поле , штат Массачусетс , для координации наблюдений и обслуживания спутниковых данных. В то же время DOD определил команду Aerospace Defense (ADCOM), ранее командование AIN, в качестве основного пользователя данных космического корабля. ADCOM сформулировал первые планы США по космическому наблюдению.

В те годы, когда межконтинентальные баллистические ракеты развивались в качестве систем вооружений передней линии, многочисленные датчики обнаружения ракет и предупреждения экспериментировались с и выставленными в качестве операционных датчиков, и большинство из них предоставили данные спутникового наблюдения в то или иное время. Многие были упущены из -за текущих историй, и дополнительные исследования заслужены. Среди них были два радара Тринидада и отслеживания; Ларедо, Техас ; и Мурстаун, Нью -Джерси . Дополнительные датчики, которые выполняли или способствовали отслеживанию космического пространства, но еще не включены в эту страницу, включают в себя механические радары отслеживания на островах Кана -Пойнт , Антигуа , Остров Вознесения , военно -морской станции Сан -Мигель и Кваджалеин Атолл ; три сайта Bmews ; сайты Pave Paws ; радарные радарные радарные сайты AN/FSS-7; пассивные электронные сканируемые участки массивов ; Cavalier, ND ; Эглин, Флорида ; Мауи космического наблюдения ; Глобус II ; Сан -Вито Дей Нормани аэродромная станция ; Tos/cross; и лаборатория MIT Lincoln .

Система наблюдения за пространством ВВС

Система наблюдения космоса ВВС (AFSSS), также известная как «космический забор», была очень высокочастотной радиолокационной сетью, расположенной на участках на юге Соединенных Штатов (от Калифорнии до Грузии ) с централизованным местом обработки данных в военно -морской сети и командование космических операций в Далгрене, штат Вирджиния . AFSSS началась как система космического наблюдения военно -морского флота (SPASUR) в 1961 году (позже переименованной в NavSpasur). Он был перенесен в ВВС в 2004 году и переименован в AFSSS. «Забор» эксплуатировался ВВС США ( 20 -я отряда эскадрильи эскадрильи пространства 1).

Обнаружение спутников и разведка защита (первое обозначение NSS) достигло первоначальной работы в 1961 году. Роль «забора» выросла. Система обнаружила пространственные объекты из новых запусков, маневрирование существующих объектов, разрывы существующих объектов и предоставили данные пользователям из своего каталога космических объектов. В этом каталоге сохранялись орбитальные параметры более 10 000 объектов, которые в настоящее время приобрели использование НАСА, погодными учреждениями и дружественными иностранными учреждениями. Информация важна для вычисления информации о предотвращении столкновений для отмены окна запуска с известными орбитальными пространственными объектами.

21 -е космическое крыло закрыло систему наблюдения в пространстве ВВС 1 октября 2013 года, сославшись на ограничения ресурсов, вызванные секвестрацией . Новый космический забор S-полоса находится в атолле Kwajalein .

США космический каталог

Министерство обороны США (DOD) сохранило базу данных спутниковых государств с момента запуска первого путника в 1957 году, известной как каталог космических объектов, или просто космический каталог. Эти спутниковые состояния регулярно обновляются с наблюдениями из сети космического наблюдения, глобально распределенной сети интерферометра, радиолокационных и оптических систем отслеживания. К 2001 году количество каталогизированных объектов составило почти 20 000 человек.

Различные теории астродинамики используются для поддержания этих каталогов. Теория общих возмущений (GP) обеспечивает общее аналитическое решение спутниковых уравнений движения. Орбитальные элементы и связанные с ними частичные производные выражаются как последовательные расширения в терминах начальных условий этих дифференциальных уравнений . Теории GP действовали эффективно на самых ранних электронных вычислительных машинах и, следовательно, были приняты в качестве основной теории определения орбиты космического каталога. Должны быть сделаны предположения, чтобы упростить эти аналитические теории, такие как усечение гравитационного потенциала Земли до нескольких зональных гармонических терминов. Атмосфера обычно моделируется как статическое, сферическое поле, которое в геометрической прогрессии распадается . Третье влияние тела и резонансные эффекты частично смоделированы. Повышенная точность теории врачей общей практики обычно требует значительных усилий по развитию.

орбитальных элементов GP, также известные как НАСА или Норад НАСА сохраняет гражданские базы данных вращающихся . Наборы элементов GP представляют собой наборы элементов «среднее», которые имеют определенные периодические функции, удаленные для повышения производительности долгосрочной прогнозирования, и требуют специального программного обеспечения для реконструкции сжатой траектории .

Shemya и Dyebakir радар

Радары AN/FPS-17 и AN/FPS-80 были размещены на острове Шемей на Алеутских островах у побережья Аляски в 1960-х годах, чтобы отслеживать советские ракетные испытания и поддержать систему космического корабля ВВС. В июле 1973 года Raytheon выиграл контракт на создание системы под названием « Cobra Dane » на Shemya. Обозначенный как AN/FPS-108, Cobra Dane заменил RADARS AN/FPS-17 и AN/FPS-80. Став в эксплуатации в 1977 году, Cobra Dane также имела основную миссию по мониторингу советских тестов ракет, запущенных с юго -западной России, направленной на полуостров Сибирского Камчатка. Этот большой радар с поэтапной магистралью был самым мощным когда-либо построенным.

FPS-80 был радаром для отслеживания, а FPS-17 был радаром обнаружения для советских ракет. Оба были частью системы раннего предупреждения баллистической ракеты ( Bmews ). Большой радар для обнаружения (AN/FPS-17) вступил в действие в 1960 году. В 1961 году поблизости построили радар для отслеживания AN/FPS-80. Эти радары были закрыты в 1970 -х годах.

Радар для сбора интеллекта аэродромов Diyarbakır в конечном итоге состоял из одного радара обнаружения (FPS-17) и одного радара механического отслеживания (FPS-79). Радары Pirinclik управляли 19 -й эскадрой наблюдения . Радар FPS-17 достиг МОК 1 июня 1955 года и FPS-79 в 1964 году. Оба радара работали на частоте UHF (432 МГц). Несмотря на то, что два радара Пиринклика ограничены их механической технологией, дало преимущество отслеживания двух объектов одновременно в режиме реального времени. Его расположение рядом с бывшим советским союзом южного южного Союза сделало его единственным наземным датчиком, способным отслеживать реальные деорбиты российских космических объектов. Кроме того, радар Pirinclik был единственным 24-часовым датчиком восточного полушария в 24 часа в день. Радарные операции в Pirinclik были прекращены в марте 1997 года.

AN/FPS-17

Поскольку Советский Союз, по -видимому, добился быстрого прогресса в своей ракетной программе, в 1954 году Соединенные Штаты начали программу по разработке дальнего наблюдения. General Electric Heavy воинственная электроника (HMED) в Сиракузах, штат Нью -Йорк, был основным подрядчиком, а лаборатория Линкольна была субподрядчиком. Этот радар обнаружения, AN/FPS-17 , был задумано, разработано, построено и установлено для работы через девять месяцев. Первая установка, обозначенная AN/FPS-17 (XW-1) в Diyarbakir ( Pirinclik ), Турция, для обнаружения советских запусков. Вторая система, обозначенная AN/FPS-17 (XW-2), была установлена ​​в Laredo AFS (около 7 миль (11 км) к северо-востоку от AFB Laredo ), чтобы отслеживать ракеты, выпущенные из White Sands, Нью-Мексико , и подают как радиолокационный испытательный стенд. Третья система, обозначенная AN/FPS-17 (XW-3), была установлена ​​на острове Шемей , Аляска, для обнаружения советских запусков. Диярбакир FPS-17 стал эксплуатационным в июне 1955 года, инсталляции Laredo в феврале 1956 года и Shemya в мае 1960 года. Первые две установки закрылись без замены; Установка Shemya была заменена радаром Cobra Dane (AN/FPS-108).

Антенна FPS-17 имела фиксированный параболический отражатель секции тора, который обычно стоял высотой 175 футов (53 м) и шириной 110 футов (34 м) и освещался массивом радарных кормов, расположенных перед ним. Передатчики работали в полосе VHF , отправляя импульсы на частотах от приблизительно 180 до 220 МГц. FPS-17 был уникальным в том, что, в отличие от большинства типов радаров, версия каждого сайта отличалась от других сайтов. Различия включали в себя оборудование передатчика, размер и количество отражателя, а также количество и расположение рогов подачи. Кроме того, FPS-17 был первой оперативной радиолокационной системой, которая использовала методы сжатия импульса. было две AN/FPS-17 антенны В Диярбакире , Турция, одна антенна в Ларедо и три в Шейе в Алеутах .

AN/FPS-79

Оригинальная антенна FPS-79 в Диярбакире имела уникальную особенность, которая повысила его полезность космического корабля. Рог подачи с переменным фокусом обеспечил широкий луч для обнаружения и узкую пропускную способность для отслеживания. Эта антенна была заменена новой антенной и пьедесталом в 1975 году. Сжатие импульса была использована для улучшения усиления и разрешения 35-футовой (11 м) антенны. Рулевое управление было механическим; FPS-79 имел диапазон 24 000 миль (39 000 км). Сайт радара закрылся в 1997 году.

После того, как 13 ноября 1986 года было круглосуточно в по -видимому, в течение 9 месяцев, 13 ноября 1986 года на Spot 1 третьей стадии Ariane насильственно разделяется на около 465 обнаруживаемых фрагментов - самый тяжелый спутниковый разрыв, но зарегистрированный до 2007 года.

Хотя облако мусора не проходило через континентальную часть Соединенных Штатов более чем через 8 часов, персонал в центре космического наблюдения (SSC) в комплексе Маунтин-Маунтин в Колорадо-Спрингс, штат Колорадо, сообщил, что радар FPS-79 США в Пиринклике, Турция , заметил обломки в течение нескольких минут после фрагментации.

Синий девять и синяя лиса

Blue Nine относится к проекту, который создал радар для отслеживания AN/FPS-79, построенный General Electric, используемый с системой электромагнитной разведки 466L (Elint); ВВС США. Blue Fox относится к модификации радара отслеживания AN/FPS-80 в конфигурацию AN/FPS-80 (M). Shemya, AK, 1964. Обе эти системы включали компьютеры GE M236.

AN/FPS-80

60-футовый радар для механического отслеживания блюда, построенный General Electric. Развернутый на острове Шемей, Аляска, в качестве радара UHF и модернизирован до L-диапазона в 1964 году. Используется в качестве трекера-радара для измерений сети космической сети после обнаружения цели. В основном используется для разведывательных целей для отслеживания российских ракет. Усовершенствованный радар FPS-108 Cobra Dane радар заменил радары FPS-17 и FPS-80 в 1977 году.

Сеть космического наблюдения

Сеть космического наблюдения

Команда выполняет эти задачи через свою сеть космического наблюдения (SSN) армии, военно-морских и космических сил США, 30+ наземных радаров и оптических телескопов по всему миру, плюс 6 спутников на орбите.

По состоянию на 23 июня 2019 года Каталог, построенный с использованием данных SSN, перечислены 44 336 объектов, включая 8558 спутников, запущенных на орбиту с 1957 года. 17 480 из них были активно отслеживались, в то время как 1335 были потеряны. Остальные повторно въехали турбулентную атмосферу Земли и дезинтегрировали, или пережили повторное вход и повлияли на землю. SSN обычно отслеживает пространственные объекты, которые имеют диаметр 10 сантиметров (размер бейсбола) или больше.

Сеть космического наблюдения имеет многочисленные датчики, которые предоставляют данные. Они разделены в трех категориях: выделенные датчики, датчики обеспечения и вспомогательные датчики. Как выделенные, так и обеспеченные датчики управляются USSpacecom , но, хотя у первого есть основная цель - получить данные SSN, последние получают данные SSN в качестве вторичной цели. Вспомогательные датчики не эксплуатируются USSpacecom и обычно выполняют космическое наблюдение на себе. Кроме того, датчики классифицируются как отслеживание ближнего земли (NE) - наблюдающие спутники, космический мусор и другие объекты на нижних орбитах или в глубоком пространстве (DS) - обычно для астероидов и кометов .

• Выделенные датчики
  • Наземные электрооптические глубоководные наблюдения (Geodss) участки
  • Космический наблюдение телескоп (SST)
  • Мосс - электрооптическая (EO) система наблюдения, расположенная на авиабазе идиота , Испания
  • Globus II радар
  • Радар космической дорожки AN/FPS-85
  • Система наблюдения за космическим наблюдением AN/FPS-133 , также известная как космический забор и его запасной забор.
  • Пространственный космический эксперимент (MSX) / Спутники на основе космоса (SBV)
• Обеспечение датчиков
  • Мауи космического эпиднадзора (MSSS) и усовершенствованная электрооптическая система (AEOS), совместно с станцией Geodss в Мауи , Гавайи.
  • спутниковая визуализация сена с сеном Спутниковая
  • Алтаир и Алькор Радары на тестировании Рональда Рейгана Баллистической Обороны , Атолл Кваджалеин
  • Радар в диапазоне восхождения, найдите в восточном диапазоне космических кораблей
  • Наземный радиолокационный прототип (GBR-P), расположенный Рональд Рейган Баллистическая Оборона Оборона, Атолл Кваджалеин
• Вспомогательные датчики
  • Твердое состояние фазированная матричная радиолокационная система (SSPARS) / AN / FPS-132 Обновляемая система радара раннего предупреждения (UEWR), развернутая на нескольких сайтах
  • AN/FPS-108 Cobra Dane
  • /FPQ 16 -

Наземное электрооптическое наблюдение за глубоким космосом

Geodss на вершине кратера Халеикалы

Средний космический эксперимент

Наземное электрооптическое наблюдение за глубоким пространством , или Geodss , представляет собой оптическую систему, которая использует телескопы , телевизионные камеры низкого уровня и компьютеры. Он заменил более старую систему из шести 20-дюймовых (половина метра) пекарь-нунн камер, которые использовали фотографическую пленку .

Есть три участка операционных Geodss, которые сообщают 20 -й эскадрильи управления пространством :

• Помогите, Нью -Мексико 33,8172 ° N 106,6599 ° W / 33,8172; -106.6599
• Амос , Мауи, Гавайи 20,7088 ° N 156,2578 ° W / 20,7088; -156.2578
• Диего Гарсия , британская территория Индийского океана 7,41173 ° S 72,452222 ° E / -7,41173; 72.45222 .

Участок в Чо Чон Сан, Южная Корея, была закрыта в 1993 году из -за близлежащего смога из города, погоды и затрат. Первоначально, пятый Geodss планировал работать с сайта в Португалии , но это так и не было построено.

Оптическое космическое наблюдение и придирание (Moss), транспортируемый 22-дюймовый телескоп апертуальной апертуры, который способствовал системе Geodss, работал на авиабазе Морон, Испания 37,170 ° N 5,609 ° W / 37,170; -5.609 с 1997 по 2012 год.

Geodss отслеживает объекты в глубоком космосе или около 3000 миль (4800 км) до геосинхронных высот. Geods требует ночного и четкого отслеживания погоды из -за необычных ограничений оптической системы. Каждый сайт имеет три телескопа. Телескопы имеют 40-дюймовую (1,02 м) апертуру и поле зрения с двумя градами. Телескопы способны «видеть» объекты в 10 000 раз диммер, чем человеческий глаз может обнаружить. Эта чувствительность и фон неба в дневное время, которое маскирует спутники отражает свет, диктует, что система работает ночью. Как и в случае с любой наземной оптической системой, облачный покров и локальные погодные условия напрямую влияют на ее эффективность. Система Geodss может отслеживать объекты столь же небольшие, как баскетбол более 20 000 миль (30 000 км) в космосе или стул в 35 000 миль (56 000 км), и является жизненно важной частью сети космического наблюдения Usspacecom. Каждый сайт Geodss отслеживает приблизительно 3000 объектов за ночь из 9 900 объектов, которые регулярно отслеживаются и учитываются. Объекты, пересекающие международную космическую станцию ​​(ISS) в течение 20 миль (32 км), приведут к корректировке МКС, чтобы избежать столкновения. Самым старым объектом отслеживается объект № 4 ( Vanguard 1 ) запущен в 1958 году.

Пространственный видимый (SBV) датчик

SSN включал в себя один космический датчик, космический видимый датчик (SBV), который перенес на орбиту на борту космического эксперимента MidCourse ( MSX ), запущенный баллистической Организацией ракетной обороны в 1996 году. Он был ушел с службы 2 июня 2008 года.

Спутник Pathfinder на основе космического пространства ( SBSS ) в настоящее время выполняет миссию, ранее выполняемую MSX SBV.

Канадский военный спутник сапфир , запущенный в 2013 году, также вносит данные в SSN.

Гражданские службы

USSPACECOM в первую очередь заинтересован в активных спутниках, но также отслеживает космический мусор . По мере роста количества космического мусора и стоимости спутников в космосе стало важно защитить гражданскую экономическую деятельность и помочь операторам спутников избежать столкновений с мусором. В 2010 году Usstratcom был предоставлен полномочиями предоставлять услуги SSA (космическая ситуация) коммерческим и иностранным субъектам. По состоянию на 2019 год предоставляются следующие услуги: Позиционные данные всех отслеживаемых объектов, оценка соединения, поддержка утилизации/окончания жизни и многое другое через веб-сайт Space-track.org.

Смотрите также

• Система наблюдения за пространством ВВС
• Оптическая и суперкомпьютерная обсерватория ВВС
• Программа космической ситуационной осведомленности , Европейское космическое агентство о ближнем земляном объекте и программе отслеживания космического мусора
• Синдром Кесслера
• Спутниковое наблюдение
• Космический мусор
• Россия :
  • Станция распознавания космических объектов крона и крона-н , российские телескопные и радиолокационные помещения космического наблюдения
  • Okno и Okno-S , российские телескопы
  • Основной центр космической разведки , штаб -квартира российской военной сети космического наблюдения, SKKP

Внешние ссылки

• Сайт космической дороги
• Американское стратегическое наблюдение за пространством команды
• Орбитальный мусор ежеквартальные новости Информация о некоторых из последних событий в исследовании орбитального мусора.
• «Информационный бюллетень ВВС» . Архивировано из оригинала 2012-07-21 . Получено 2010-06-17 . {{cite web}}: CS1 Maint: Bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
• Geodss Sourcebook