Almaz

O Almaz (diamante em russo), foi um programa espacial militar da antiga União Soviética que teve sua origem em 1964, quando funcionários do departamento de projetos do OKB-52 (projetista chefe Vladimir N. Chelomey), com sede em Reutov (perto de Moscou), anunciaram o início do desenvolvimento da OPS (Estação Orbital Pilotada), também conhecida como Almaz. O conceito de projeto da pequena estação espacial Almaz consistia em carregar uma tripulação de 2 a 3 cosmonautas (numa base rotativa) com uma vida útil operacional de um a dois anos. Esta nova estação espacial destinava-se a utilizar o sistema de naves denominado TKS (Transportiy Korabl Snabzheniya – Naves espaciais de transporte), consistindo numa cápsula de aterrisagem (ou aparelho de retorno, 11F74 VA) e FGB (Funktsionalno Gruzovoy Blok - Bloco de Carga Funcional) que deveria elevar a órbita e controlar a atitude do complexo Almaz. Sendo assim, quatro espaçonaves TKS foram lançadas no período de 1977 a 1984.

Em 1966, o escritório de projetos OKB-52 foi renomeado para “Escritório de Projetos Central de Contrução de Máquinas” ou simplesmente TsKBM, pelo Ministério da Construção de Máquinas Gerais.

Um total de 3 missões OPS foram lançadas no período de 1973 a 1976 (o programa Almaz tripulado foi cancelado em 1978 pelo governo soviético).

A primeira estação espacial Almaz, OPS-1, chegou a Baikonur no meio do inverno de 1973 e foi lançada em 3 de abril de 1973 em um veículo Proton. A OPS-1 foi simplesmente renomeada para Salyut-2 ao atingir a órbita (na época da Guerra Fria, as autoridades soviéticas não quiseram divulgar a existência de dois projetos paralelos de estações espaciais na URSS, pois o programa Salyut já estava em andamento). Uma equipe estava se preparando para voar para a estação. No entanto, o Salyut-2 experimentou problemas de estabilidade e começou a cair logo após o lançamento, o que deixou a estação espacial desativada e despressurizada. Como conseqüência, a Salyut 2 se separou em 14 de abril, e todas as peças voltaram à atmosfera em 28 de maio de 1973.

O OPS-2, anunciado como Salyut-3, foi lançado em 25 de junho de 1974 a partir de Baikonur (designação internacional: 1974046A). A tripulação da espaçonave Soyuz-14 passou 15 dias a bordo da estação de 4 a 19 de julho de 1974 (Chelomey foi instruído a usar as espaçonaves Soyuz em vez da TKS durante os testes de voo da OPS). A segunda expedição foi lançada em direção a OPS-2 em agosto de 1974 (26 a 28 de agosto de 1974), mas não conseguiu chegar à estação. Salyut-3 saiu de órbita em janeiro de 1975.

A estação espacial OPS-2 tinha uma massa de lançamento de 18.900 kg, um diâmetro máximo de 4,15 m, um comprimento de 14,55 m (volume habitável de 90 m3), uma massa útil de cerca de 5.000 kg e potência de 3 kW. Dois motores principais forneceram um impulso para manobras. Algumas características do Salyut-3 foram:
 

  • A espaçonave consistia de uma câmara com fechadura à pressão, um compartimento de trabalho de grande diâmetro e um compartimento de vida de pequeno diâmetro.
     
  • A câmara de ventilação tinha quatro aberturas. Um dispositivo para reduzir a velocidade e melhorar a estabilidade do sistema de encaixe de pinos e cones encheu a abertura traseira. A abertura dianteira conduziu ao compartimento de trabalho de grande diâmetro.
     
  • Duas unidades de propulsão foram localizadas na extremidade traseira do compartimento de grande diâmetro, em ambos os lados da câmara com fechadura à pressão.
     
  • O OPS-2 apresentava painéis solares que podiam rastrear o sol na maioria das atitudes da estação.
     
  • A porção de grande diâmetro do compartimento de trabalho da estação (4,15 m de diâmetro) era dominada pela câmera de observação da Terra Agat-1, que tinha uma distância focal de 6,4 m e uma abertura de cerca de 1 m. A câmera de filme foi usada principalmente para fins de reconhecimento militar. A chamada KSI (Cápsula de Retorno da Informação) podia devolver o filme de Agat-1 ao solo por um sistema de pára-quedas. KSI tinha uma massa de cerca de 360 kg e um diâmetro de cerca de 85 cm.
     
  • O compartimento de pequeno diâmetro (2,9 m de diâmetro) foi separado do compartimento de trabalho por um banco de 12 tanques para armazenar gás, presumivelmente oxigênio para respirar.

O OPS-3, anunciado após o lançamento como Salyut-5, entrou em órbita em 22 de junho de 1976. Foi visitado por duas tripulações no verão de 1976 (de 7 de julho a 24 de agosto na Soyuz 21) e no inverno de 1977 (8 a 25 de fevereiro de 1977 em Soyuz 24). Entre as duas expedições bem-sucedidas, uma tripulação (2ª, lançamento 14 de outubro de 1976 na Soyuz 23) não conseguiu chegar à estação e teve que realizar uma aterrissagem urgente, resultando na primeira explosão de uma espaçonave soviética. A estação espacial Salyut-5 entrou novamente na atmosfera em 8 de agosto de 1977.

A próxima estação Almaz, a OPS-4, prometeu várias atualizações radicais no projeto. Os objetivos exigiam que um sistema de radar com visada lateral fosse adicionado. O grande conjunto de antenas dobradas para o sistema de radar foi montado no cilindro dianteiro da estação. No entanto, desde o início de 1978, o financiamento para o projeto Almaz diminuiu consideravelmente, atrasando a construção da OPS-4. A estação OPS-4 foi finalmente proibida de ser lançada e se tornou um artefato raro do projeto Almaz.

Em junho de 1978, o governo soviético suspendeu oficialmente o desenvolvimento de estações orbitais tripuladas (OPS) na agência de projetos TsKBM em Reutov (anteriormente OKB-52). Como conseqüência, a estação espacial Almaz foi rebaixada para um satélite de reconhecimento de radar, que poderia ser visitado por equipes de manutenção e depois para uma espaçonave totalmente não-tripulada (conhecida como “automática”). Três desses satélites foram lançados, dois dos quais trabalharam com sucesso em órbita.

Na época do cancelamento do programa Almaz tripulado em fevereiro de 1979, o trabalho de projeto já havia começado no OPS-5 (designado "Zvezda"), que seria equipado com portas de acoplamento para os veículos TKS em ambas as extremidades da estação.

Em 1983, TsKBM tomou seu nome atual, NPO Machinostroyenia (Empresa de Produção Científica e Empresa de Produção), outras grafias são: NPO Mashinostroyeniye, NPO Mashinostroyeniya, ou simplesmente: NPO Mash e desenvolveu também a série de naves espaciais Almaz-T não tripuladas, uma variante robótica da estação espacial orbital tripulada Almaz (o hardware da estação espacial Almaz foi convertido na série Almaz-T não tripulada). Alguns dos objetivos do programa de observação da Terra não tripulados Almaz-T foram:
 

  • Desenvolvimento de uma série de estações espaciais automáticas com base numa plataforma universal da Almaz.
     
  • Desenvolvimento de um complemento de sensor com capacidade de atualização nas características de desempenho do sensor em relação à resolução espacial, cobertura, características espectrais, etc. Aumento no número de instrumentos e no número de tarefas solucionáveis ​​com cada missão.
     
  • Desenvolvimento de um sistema de dados a bordo e terrestre e uma infraestrutura correspondente para lidar com os vastos volumes de dados.
     
  • Fornecimento de uma capacidade de sensoriamento remoto para todos os climas para suportar várias tarefas.
     

A ex-URSS precisava de uma capacidade de sensoriamento remoto para todos os climas baseada na tecnologia SAR, devido às condições de cobertura de nuvem predominantes nas latitudes setentrionais de sua massa terrestre.

A primeira nave espacial Almaz-T foi lançada em 29 de novembro de 1986 em Baikonur. No entanto, devido a uma falha do primeiro e segundo estágios do lançador Proton (problemas de separação), a órbita pretendida não foi alcançada, resultando em uma perda da missão.

A missão Cosmos-1870 é considerada a primeira missão de demonstração de radar da URSS (segunda missão na nave espacial Almaz-T). O satélite foi lançado em 25 de julho de 1987 com um veículo Proton-K da instalação de lançamento do Baikonur Cosmodrome. A missão foi oficialmente identificada como Cosmos-1870. Possuía massa espacial de 18.550 kg, massa de carga útil de 1.950 kg, vida projetada de 2 anos, precisão de atitude de 15 a 20 arcmin, precisão de estabilização de 4 a 6 arcmin.

Sua órbita possuía altitude média de 275 km, inclinação de 73º e período orbital de 92 minutos.
A espaçonave operou com sucesso por 2 anos. A missão Cosmos-1870 terminou em 30 de julho de 1989, quando a espaçonave saiu de órbita.

A espaçonave Almaz-1 foi lançada em 31 de março de 1991 em um impulsionador Proton da instalação de lançamento do Cosmódromo Baikonur. O satélite tem uma massa total de 18.550 kg e uma massa útil de 3.420 kg. Precisão de atitude de 15 a 20 arcmin e precisão de estabilização de 4 a 6 arcmin. A precisão de estabilização durante a operação de SAR é de aproximadamente 1 arco. Anexados ao ônibus espacial estavam dois painéis solares (86 m2 de tamanho total) capazes de gerar uma potência média de 2,4 kW, uma potência de pico de 7,5 a 10 kW e duas antenas SAR de 3 painéis (1,5 m x 15 m) ao lado da espaçonave.

Na época, o Almaz-1 era considerado um importante satélite operacional (após o SEASAT em 1978, o SIR-A em 1981, o SIR-B em 1984 e o Cosmos-1870 em 1987) com um sensor de radar para observação da Terra. A entidade soviética Glavkosmos tinha acordos contratuais (direitos ocidentais de comercialização de dados da Almaz) com a Almaz Corporation, uma subsidiária da Corporação de Comércio Espacial (SCC), sediada em Houston. Cenas de 40 km x 40 km estavam disponíveis para compra na Corporação Almaz por US $ 2.500 por cena.

Sua órbita era circular não sincronizada com o sol, altitude de 270 a 380 km, inclinação de 72,7º e período orbital de 92 minutos.

A fase operacional do Almaz-1 começou em maio de 1991. No entanto, a órbita bastante baixa da nave exigiu muitos reabastecimentos, devido principalmente ao aumento da atividade solar no período de 1991 a 1992, resultando em um aumento do arrasto atmosférico. O fim da missão foi em 17 de outubro de 1992, após cerca de 17 meses de serviço (descida controlada no oceano Pacífico devido à falta de combustível).

Com o sucesso do Almaz-1 até cerca de 1997, a NPO Machinostroyenia estava planejando uma missão de acompanhamento, o Almaz-1B, um satélite civil de recursos terrestres da versão militar Almaz-1V, equipado com instrumentos SAR mais avançados (2 Ekor-A, um imageador óptico de 4 bandas etc.) fornecendo dados de alta resolução de uma órbita de aproximadamente 600 km (uma expectativa de vida de 5 anos para a missão). A NPO Machinostroyenia esperava comercializar sua tecnologia Almaz, lançando outra nave espacial em meados dos anos 90 e comercializando suas imagens em todo o mundo. Almaz-1B é ocasionalmente também chamada de Almaz-2.

No entanto, após o fim da Guerra Fria, o financiamento para o projeto praticamente secou dentro da Federação Russa. Todas as tentativas da gerência da NPO Machinostroyenia para levantar fundos privados para o programa e até mesmo um apelo ao Fundo Monetário Internacional (FMI), mostraram-se infrutíferas. Como resultado, a NPO Machinostroyenia teve que abandonar o programa Almaz no final dos anos 90.

Os projetos da Almaz e da TKS, entretanto, continuam no século 21 - o Almaz como o bloco base da ISS (Estação Espacial Internacional), já que o módulo Zvezda é da herança OPS-5 / Almaz.

O módulo Zarya ou FGB (Bloco de Carga Funcional) da ISS é baseado na nave espacial TKS, originalmente projetada para o projeto cancelado da estação orbital militar Almaz na década de 1970 (o projeto TKS também fazia parte dos módulos da estação espacial Mir). Zarya (nascer do sol) está servindo como o primeiro módulo da ISS (Estação Espacial Internacional) em órbita, lançado em 20 de novembro de 1998 em um veículo Proton do Cosmódromo de Baikonur, no Cazaquistão. Zarya, um módulo pressurizado de 20.040 kg, forneceu energia elétrica, armazenamento, propulsão e orientação à ISS durante o estágio inicial de montagem. Zarya também atuou como um adaptador entre os segmentos ISS dos EUA e da Rússia. O Zarya foi construído para a NASA pelo KhSC (Centro Estadual de Pesquisa e Produção do Estado de Khrunichev) de Moscou, em cooperação com a indústria espacial russa, sob contrato com a empresa norte-americana Boeing. A construção do módulo Zarya começou no final de 1994 no KsSC.

Características dos Satélites Almaz

Missão ALMAZ (Diamond)
Instituições Responsáveis
NPO Mashinostroyenia e NPO Mashinostroyenia
País/Região
Rússia (Ex-URSS) e Rússia
Satélite
ALMAZ-T ou KOSMOS-1870 ALMAZ-1
Lançamento
25/07/1987 31/03/1991
Local de Lançamento
Baikonur Cosmodrome Baikonur Cosmodrome
Veículo Lançador
Proton 8K82K Proton 8K82K
Situação Atual
inativo desde 30/07/1989 inativo desde 17/10/1992
Órbita
s.d. Polar
Altitude
278 Km 275 Km
Inclinação
71.9º 72.7º
Tempo de Duração da Órbita
89,9 min 91,4 min
Tempo de vida projetado
2 anos 2 anos
Instrumentos Sensores
EKOR  EKOR-A / Radiômetro de Microondas
s.d. = sem dados  
 

Vida Útil dos Satélites Almaz

Satélite 1970 1980 1990 2000
  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
ALMAZ-T
(KOSMOS-1870)
                                                                               
ALMAZ-1
 
                                                                               
    Lançamento/Operação
  Operação
  Operação/Término
  Falha no Lançamento
 

Principais Sistemas Sensores – Sensores Orbitais

EKOR-A
Sistema de TV - Satélite Cosmos-1870







Fonte: RussianSpaceWeb, 2007.

Ekor-A (Espada), um instrumento SAR (Radar de Abertura Sintética) de visada lateral na banda S com uma frequência central de 3,125 GHz (comprimento de onda de 9,6 cm, polarização HH). O instrumento foi construído pelo escritório de design NPO Vega-M, em Moscou. Os dados de observação forneceram uma resolução espacial de cerca de 25 a 30 m numa faixa de 20 km.

O satélite carregava dois instrumentos Ekor, um de cada lado para levantamento que possuía a capacidade de rolar em torno de seu eixo, estendendo assim o alcance de indicação das antenas de SAR na direção transversal até um campo de 250 km de distância (a largura de faixa é quase constante a 20 km). Possuía três toneladas de combustível a bordo permitindo muitas manobras de rolagem para esse tipo de suporte operacional.

Possuía a capacidade de gravação a bordo de seus dados de SAR (gravador de fita de vídeo) e posterior armazenamento de dados armazenados durante passagens por estações terrestres ou transmissão de dados em tempo real. A taxa de transmissão de dados era de 90 Mbit / s.

EKOR-A1 (Espada-A1)
Satélite Almaz-1


Fonte: RussianSpaceWeb, 2007.


O Ekor-A1 é um instrumento SAR de visada lateral em banda S com uma frequência central de 3,125 GHz, comprimento de onda de 9,6 cm, construído pelo gabinete de projetos NPO Vega-M de Moscou. O satélite carregava 2 instrumentos Ekor-A1, usados para observar uma faixa em cada lado da espaçonave (dirigível dentro de um campo de observação de 350 km). O complexo Ekor-A1 representou uma atualização do complexo Ekor-A usado no Cosmos-1870. Além disso, o complexo de SAR a bordo da espaçonave Almaz-1 apresentava um armazenamento magnético digital e um link de dados através do retransmissor de satélite.

Resolução de 10 a 15 m (dependendo do alcance e do azimute). Polarização HH. Imagens SAR podem ser tiradas de cada lado do satélite; a largura de faixa de todos os SAR é de 40 km dentro de um campo de observação de 350 km (obtido pela rolagem da espaçonave). ngulos de observação (incidência): 30 a 60º. Resolução radiométrica de 2 a 3 dB.

Após o lançamento, o controle de solo descobriu uma falha na antena de comunicações projetada para fazer o recebimento das imagens através do satélite do retransmissor Luch. Além disso, um dos painéis solares não conseguiu funcionar completamente, deixando o painel de radar principal da nave espacial parcialmente bloqueado. Apesar desses problemas, o instrumento SAR conseguiu fornecer dados.
 
Sensor

Canais/Bandas

Espectrais

Frequência

Compr. de onda

Ângulo de Visada Polarização Resolução Espacial Área 
Imageada
EKOR
Banda S
3.125GHz
9,6 cm.
s.d.
HH
20 a 25 m.
s.d.
EKOR-A
Banda S
3.125GHz
9,6 cm.
30 a 60
HH
10 a 15 m.
600 Km.
s.d. = sem dados/informações
 

 

Radiômetro de Microondas
Satélite Almaz-1

O radiômetro de microondas é um instrumento multicanal operando na região de comprimento de onda de 0,8 a 5 cm, ou na faixa de freqüência de 37,5 a 6 GHz, respectivamente. Resolução de uma célula de pixel de 10 a 30 km em uma faixa de cerca de 600 km; resolução de temperatura de 0,1 a 0,3 K. Objetivo: compilação de um mapa de temperatura da superfície da Terra.

Estação terrestre na região de Moscou. O Almaz-1 gerou 60 imagens (cenas) por dia. Taxa de dados nominais de 90 Mbit / s. Modos operacionais: gravação de dados a bordo e subsequente transmissão via satélite de retransmissão para um DRP (Ponto de Recepção de Dados).
 

 

 

Principais Aplicações

  • Prospecção de recursos naturais para muitos setores da economia nacional;
     
  • Coleta de dados de sensoriamento remoto para análise e aplicações ecológicas;
     
  • Observar catástrofes naturais / desastres de interesse imediato;
     
  • Estudo da distribuição e dinâmica de correntes e frentes hidrográficas
     
  • A estrutura espacial de formações de onda e turbulência;
     
  • A avaliação de ventos de superfície e furacões;
     
  • A topografia do fundo do oceano e seus efeitos nos padrões de onda na superfície;
     
  • Identificação de derramamentos de óleo e outras formas de poluição;
     
  • O estado da cobertura de gelo e suas variações sazonais;
     
  • Limites de troca de água dos rios com o oceano;
     
  • Estrutura de formações geológicas (como dobras, vales e fraturas);
     
  • A natureza da atividade vulcânica;
     
  • Levantamento de depósitos minerais;
     
  • Mapas topográficos;
     
  • Mudanças climáticas (tais como degelo e desertificação);
     
  • Avaliação em grande escala de terras e culturas agrícolas;
     
  • Volume total da biomassa em uma região;
     
  • Condições de umidade do solo;
     
  • Estatísticas;
     
  • Ecologia etc.
     

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