Архив
Том 23, 2026
Том 22, 2025
Том 21, 2024
Том 20, 2023
Том 19, 2022
Том 18, 2021
Том 17, 2020
Том 16, 2019 г.
Том 15, 2018 г.
Том 14, 2017 г.
Том 13, 2016 г.
Том 12, 2015 г.
Том 11, 2014 г.
Том 10, 2013 г.
Том 9, 2012 г.
Том 8, 2011 г.
Том 7, 2010 г.
Выпуск 6, 2009 г.
Выпуск 5, 2008 г.
Выпуск 4, 2007 г.
Выпуск 3, 2006 г.
Выпуск 2, 2005 г.
Выпуск 1, 2004 г.
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2026. Т. 23. № 5. С. 195-207

Оценка длительности функционирования малого космического аппарата с гиперспектральной аппаратурой дистанционного зондирования Земли на сверхнизкой орбите

И.С. Ткаченко 1 , В.В. Волоцуев 1 , В.В. Салмин 1 , О.Д. Жалдыбина 1 , М.А. Иванушкин 1, 2 , В.В. Майоров 1 
1 Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Самара, Россия
2 Институт систем обработки изображений РАН ― филиал ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН, Самара, Россия
Одобрена к печати: 11.08.2026
DOI: 10.21046/2070-7401-2026-23-5-195-207
Рассматривается задача повышения пространственного разрешения гиперспектральной съёмочной аппаратуры малых космических аппаратов дистанционного зондирования Земли. Показано, что снижение высоты рабочей орбиты с традиционных 500–700 до 200–300 км позволяет достичь пространственного разрешения порядка 7 м/пиксель без увеличения массы и габаритов оптической системы. Проведён анализ современных требований к гиперспектральным данным для решения задач точного земледелия, экологического мониторинга и детекции техногенных выбросов. Обоснован выбор орбиты 250–300 км. Разработана конструктивно-компоновочная схема малого космического аппарата формата кубсат 8U. Проведён анализ требований к двигательной установке малого космического аппарата на основе абляционного импульсного плазменного двигателя с тягой 0,205 мН и запасом рабочего тела 200 г. Выполнено моделирование циклов коррекции орбиты и расхода рабочего тела при разных уровнях солнечной активности. Предложенный подход позволяет поддерживать высоту рабочей орбиты в течение 270–320 сут. при циклическом включении двигателя. Полученные результаты подтверждают возможность создания малого космического аппарата с гиперспектральной аппаратурой на сверхнизкой околоземной орбите, сопоставимого по массогабаритным характеристикам с существующими аналогами.
Ключевые слова: малый космический аппарат, сверхнизкая околоземная орбита, гиперспектральная полезная нагрузка, дистанционное зондирование Земли, абляционный импульсный плазменный двигатель
Полный текст

Список литературы:

  1. Ахметжанов Р. В., Богатый А. В., Дьяконов Г. А. и др. Электрические ракетные двигатели нового поколения для малых космических аппаратов // Изв. Российской акад. наук. Энергетика. 2019. № 3. С. 3–13. DOI: 10.1134/S0002331019030038.
  2. Богатый А. В., Дьяконов Г. А., Нечаев И. Л. Абляционный импульсный плазменный двигатель с разделенным механизмом ионизации и ускорением рабочего тела // Тр. МАИ. 2012. № 52. 11 с.
  3. Салмин В. В., Волоцуев В. В., Петрухина К. В. и др. Анализ характеристик низкоорбитальной системы космического зондирования Земли на основе двухзеркальной оптической схемы Ричи–Кретьена // Компьютер. оптика. 2025. Т. 49. № 6. С. 1236–1242. DOI: 10.18287/COJ1836.
  4. Фирсов Н. А., Подлипнов В. В., Ивлиев Н. А. и др. Ансамбли спектрально-пространственных сверточных нейросетевых моделей для задачи классификации типов почв на гиперспектральных изображениях // Компьютер. оптика. 2023. Т. 47. № 5. С. 795–805. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1260.
  5. Шахматов Е. А., Салмин В. В., Волоцуев В. В. Проектирование низкоорбитальных малых космических аппаратов с оптической аппаратурой наблюдения и корректирующей электрореактивной двигательной установкой // Вестн. Самарского ун-та. Аэрокосм. техника, технологии и машиностроение. 2025. Т. 24. № 1. С. 72–84. DOI: 10.18287/2541-7533-2025-24-1-72-84.
  6. Akhmetzhanov R. V., Bogatyi A. V., Kashirin D. A. et al. Low-power ion thrusters. State of development at Research Institute of Applied Mechanics and Electrodynamics, MAI // IOP Conf. Ser.: Materials Science and Engineering. 2020. V. 927. No. 1. Article 012075. 7 p. DOI: 10.1088/1757-899X/927/1/012075.
  7. Asner G. P., Martin R. E. Airborne spectranomics: Mapping canopy chemical and taxonomic diversity in tropical forests // Frontiers in Ecology and the Environment. 2009. V. 7. No. 5. P. 269–276. DOI: 10.1890/070152.
  8. Berthoud L., Hills R., Bacon A. et al. Are Very Low Earth Orbit (VLEO) satellites a solution for tomorrow’s telecommunication needs? // CEAS Space J. 2022. V. 14. No. 2. P. 609–623. DOI: 10.1007/s12567-022-00437-0.
  9. Caporusso G., Lopinto E., Lorusso R. et al. The hyperspectral Prisma mission in operations // IGARSS 2020 — 2020 IEEE Intern. Geoscience and Remote Sensing Symp. IEEE, 2020. P. 3282–3285. DOI: 10.1109/IGARSS39084.2020.9323301.
  10. Crisp N. H., Roberts P. C.E., Livadiotti S. et al. The benefits of very low Earth orbit for Earth observation missions // Progress in Aerospace Sciences. 2020. V. 117. Article 100619. DOI: 10.1016/j.paerosci.2020.100619.
  11. Fujita K., Noda A. Aerodynamics of satellites on a super low Earth orbit // AIP Conf. Proc. 2008. V. 1084. P. 772–777. DOI: 10.1063/1.3076580.
  12. Gaidel A. V., Podlipnov V. V., Ivliev N. A. et al. Agricultural plant hyperspectral imaging dataset // Computer Optics. 2023. V. 47. No. 3. P. 442–450. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1226.
  13. Garulli A., Giannitrapani A., Leomanni M., Scortecci F. Autonomous low-Earth-orbit station-keeping with electric propulsion // J. Guidance, Control, and Dynamics. 2011. V. 34. No. 6. P. 1683–1693. DOI: 10.2514/1.52985.
  14. Guo F., Feng Q., Yang S., Yang W. Estimation of potato canopy nitrogen content based on hyperspectral index optimization // Agronomy. 2023. V. 13. Article 1693. 15 p. DOI: 10.3390/agronomy13071693.
  15. Hurley S., Horney M., Drake A. Using hyperspectral imagery to detect water stress in vineyards // Proc. SPIE. Autonomous Air and Ground Sensing Systems for Agricultural Optimization and Phenotyping IV. 2019. V. 11008. Article 1100807. 12 p. DOI: 10.1117/12.2518660.
  16. Ilehag R., Leitloff J., Weinmann M., Schenk A. Urban material classification using spectral and textural features retrieved from autoencoders // ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2020. V. V-1-2020. P. 25–32. DOI: 10.5194/isprs-annals-V-1-2020-25-2020.
  17. Ivliev N., Podlipnov V., Petrov M. et al. 3U CubeSat-based hyperspectral remote sensing by Offner imaging hyperspectrometer with radially-fastened primary elements // Sensors. 2024. V. 24. No. 9. Article 2885. 21 p. DOI: 10.3390/s24092885.
  18. Mulla D. J. Twenty five years of remote sensing in precision agriculture: Key advances and remaining knowledge gaps // Biosystems Engineering. 2013. V. 114. No. 4. P. 358–371. DOI: 10.1016/j.biosystemseng.2012.08.009.
  19. Novikov I., Makarov A., Pirogov A. et al. Analysis of hyperspectral images of river waters // Optical Memory and Neural Networks. 2024. V. 33. P. S386–S397. DOI: 10.3103/S1060992X24700668.
  20. Salmin V., Volotsuev V., Safronov S. et al. Conceptual design of a small, low-orbit Earth observation spacecraft with electric propulsion thrusters // Aerospace. 2025. V. 12. No. 12. Article 1100. DOI: 10.3390/aerospace12121100.
  21. Shimoni M., Haelterman R., Perneel C. Hyperspectral imaging for military and security applications: Combining myriad processing and sensing techniques // IEEE Geoscience and Remote Sensing Magazine. 2019. V. 7. No. 2. P. 101–117. DOI: 10.1109/MGRS.2019.2902525.
  22. Ustin S. L., Gamon J. A. Remote sensing of plant functional types // New Phytologist. 2010. V. 186. No. 4. P. 795–816. DOI: 10.1111/j.1469-8137.2010.03284.x.