В рубрику "Спутниковая связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Написать эту статью автора побудили материалы журнала "Новости космонавтики", где в третьем номере за 2010 г. утверждается, что в состав российской орбитальной группировки (ОГ) космических аппаратов (КА) по состоянию на 31.01.2010 г. входит более 110 КА, в том числе: 40 спутников гражданского назначения, 24 спутника двойного использования и 46 спутников военного применения [1].
У автора возникли сомнения в достоверности обобщенных сведений о составе ОГ России, приведенных в уважаемом издании, и вот что получилось в результате анализа данных, опубликованных в выпусках того же журнала НК за 2001–2011 гг. По понятным причинам автор не проводил анализ известных открытых источников по спутникам военного назначения.
В таблице приводятся данные о запуске и выводе КА из состава ОГ гражданского и двойного назначения за 2001–2010 гг.
В течение 2001–2010 гг. на орбиту запущены 44 спутника гражданского назначения, из которых в начале 2011 г. целевую функцию выполняли только 18 КА, 4 КА погибли при запуске, 22 КА прекратили свое существование на орбите по тем или иным причинам. Кроме того, в ОГ гражданского назначения в начале 2011 г. продолжали работать КА "Бонум-1" (спутник компании Boeing, запуск 1998 г.), КА "Экспресс-А3" (запуск 2000 г.), четыре модуля и один спускаемый корабль международной космической станции.
Таким образом, ОГ гражданского назначения на начало 2011 г. насчитывала только 25 спутников, используемых по целевому назначению. В состав ОГ из 25 спутников входят два микроспутника калибровки оптических средств ВВС США и оптических средств России, построенные НИИ ПП (Москва): "Рефлектор", который выполнен в виде призмы из пассивных оптических отражателей весом 7,7 кг, и BLITS, представляющий собой сферическую призму-рефлектор весом 7,53 кг. Мини-спутники "Можаец-3" и "Можаец-4" используются в учебном процессе военного института. Мини-спутник "Юбилейный" не имеет определенного назначения. В целом эту пятерку спутников можно отнести к полноценным спутникам весьма условно. Все спутники ОГ, кроме КА "Экспресс-АМ33", "Экспресс-АМ44" и "Гонец-М № 2", имеют отказы тех или иных бортовых систем и приборов, влияющие на решение целевых задач.
К сожалению, в настоящее время отечественная космическая отрасль выпускает КА, качество и надежность которых не отвечают требованиям времени. За последние 10 лет ОГ гражданского назначения сократилась с 45 КА в 2001 г. до 25 спутников в 2010 г. Как следствие, ни одна из заявленных и доведенных до практической реализации космических систем в рамках Федеральных космических программ (ФКП) России последнего десятилетия не отвечает в полной мере поставленным задачам.
В течение 10 лет на орбиту запущено 10 спутников государственной системы спутниковой связи гражданского назначения, из которых в начале 2011 г. целевую функцию выполняли 8 КА. Только два спутника ("Экспресс-АМ33", "Экспресс-АМ44") полностью исправны и применяются по целевому назначению без ограничения. Спутник "Экспресс-АМ11" утрачен на орбите, КА "Экран-М № 18" прекратил свое существование на орбите по выработке ресурса. Кроме того, в ОГ связи и вещания в начале 2011 г. продолжали работать КА "Бонум-1" и КА "Экспресс-А3". Спутник "Экспресс-АМ2" из-за отказа устройства поворота солнечных батарей используется по целевому назначению не более 10 часов в сутки. У КА "Экспресс-AM1" отказала система коррекции орбитального положения спутника. Спутник "Экспресс-А1Р" имеет неустранимые неисправности и используется с существенными ограничениями.
По сравнению с 2000 г. ОГ государственной системы спутниковой связи гражданского назначения сократилась на 6 спутников.
Низкоорбитальная система спутниковой связи "Гонец" предназначена для пакетной передачи данных. Разработчиком платформы спутников является ОАО "ИСС им. М.Ф. Решетнева". Ретранслятор для КА поставляет ФГУП "НИИ ТП".
Первый пуск двух демонстрационных КА "Гонец-Д1" произведен в 1992 г. В 1996, 1997, 2000 и 2001 гг. были запущены четыре тройки спутников "Гонец-Д1". Пуск 2000 г. закончился аварией РН "Циклон-3", приведшей к утрате трех спутников. Поэтому система "Гонец-Д1" не была развернута в полном составе.
В рамках ФКП на 2001–2005 гг. были проведены работы по созданию системы на базе 12 КА "Гонец-Д1М" с пятилетним ГСАС. Первый спутник "Гонец-Д1М" был запущен в декабре 2005 г., но в состав системы связи введен не был из-за отказа ретранслятора. Согласно ФКП на 2006–2015 гг. система "Гонец-Д1М" должна включать 18 КА "Гонец-М" и 5–7 региональных станций и обеспечивать передачу данных для 200 000 потребителей. Запуски шести КА "Гонец-М" планировались в 2009–2010 гг. с последующим доведением ОГ до 18 спутников к 2015 г. Однако сроки запуска спутников не выдержаны. В 2010 г. запущен только один КА "Гонец-М № 2" вместо трех по плану. Решением Роскосмоса создание системы "Гонец-Д1М" отодвинуто на 2015 г.
По нашему мнению, обновление системы "Гонец" происходит с большим опозданием, что не способствует привлечению потребителей и финансовому процветанию проекта. Создание дееспособной системы связи "Гонец-Д1М" возможно только на базе КА с ГСАС не менее 10 лет. Но с качеством отечественных КА в последнее 10 лет проблемы испытывает не только система "Гонец". Из 13 выведенных на орбиту спутников в настоящее время в системе работает только КА "Гонец-М № 2". Система переживает нелегкие времена, число пользователей за последние годы сократилось до нескольких десятков. Надежды на обслуживание 200 тысяч абонентов в 2010 г. и окупаемость проекта не оправдались.
В целом проект потерпел рыночное фиаско, но продолжает поглощать немалые бюджетные деньги без какой-либо надежды на успех на рынке. Тем не менее менеджеры проекта предлагают увеличить космический сегмент системы "Гонец-Д1М" до 36 КА. Последнее вряд ли возможно, реальный САС КА "Гонец" не превышает 4 лет, поэтому для поддержания ОГ в номинальном состоянии (36 КА) нужно будет запускать не менее 9–10 КА ежегодно.
В начале 2011 г. на орбите находился только один исправный российский спутник дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) "Ресурс-ДК". Россия отстает по количеству спутников ДЗЗ от США (21 КА), Китая (15 КА), Германии (12 КА), Индии (11 КА), Франции и ряда других стран. Ведущие космические и некосмические страны мира уделяют первостепенное внимание развитию информационных систем контроля поверхности Земли в отличие от России, которая фактически не имеет национальной космической системы ДЗЗ.
Основные причины сложившегося положения, на наш взгляд, следующие:
При консервации такого положения с финансированием прикладных космических систем их просто не может быть в недалеком будущем.
В настоящее время на орбите находятся два российских метеоспутника – "Метеор-М № 1" и "Электро-Л № 1". Россия фактически не имеет национальной системы космических метеонаблюдений и уже много лет подряд не выполняет свои обязательства перед Всемирной метеорологической организацией (ВМО) по поддержанию Глобальной системы космических наблюдений (ГСКН).
ГСКН включает два типа спутников. Нижний ярус обеспечивает система КА на полярных орбитах высотой около 800 км. Каждый спутник наблюдает за полосой Земли шириной от 500 до 2000 км. В начале 2011 г. этот ярус поддерживался крупнейшей в мире космической метеорологической системой США в составе 10 спутников: NOAA-16, NOAA-17, NOAA-18, NOAA-19, Terra, Aqua, Aura, Coriolis, Calipso (совместно с Францией), CloudSat (совместно с Канадой); канадским КА Radarsat-2; европейскими спутниками Envisat, Parasol и Metop-A; китайскими КА FengYun-1D, FengYun-3А, FengYun-3В; корейским спутником COMS-1; российским КА "Метеор-М № 1". Заметим, что в ХХ столетии в этом ярусе постоянно присутствовали два отечественных спутника "Метеор".
Таким образом, в космосе одновременно обращается не менее 20 гражданских метеоспутников, и полярные шапки Земли находятся под постоянным, непрекращающимся ни на секунду наблюдением. Все спутники в соответствии с решениями ВМО передают метеоданные в открытом режиме. В этой связи разработка российской системы наблюдения и связи "Арктика", которая предназначена для высокоточного мониторинга Северного полюса, лишена всякого практического смысла. Проблемы отсутствия метеорологических данных, постоянно поступающих с полярных шапок Земли, просто не существует вследствие правильного выбора орбитального построения нижнего яруса ГСКН.
На верхнем ярусе ГСКН располагаются геостационарные метеоспутники. Каждый из геостационарных КА проводит обзор сектора Земли шириной примерно 80 град. по долготе и от 60 град. с.ш. до 60 град. ю.ш. с периодичностью 30 минут. Кроме того, спутники используются в качестве ретрансляторов данных с земных метеостанций и метеорологических КА. Сейчас этот ярус поддерживается спутниками США: GOES-11, GOES-12, GOES-13, GOES-14 и GOES-15; европейскими спутниками MSG-1 и MSG-2; китайскими спутниками FengYun-2D; FengYun-2Е; индийскими спутниками MetSat-1 и Insat-3A; японскими спутниками MTSAT-1R и MTSAT-2; российским спутником "Электро-Л № 1".
Среди развитых стран Россия осталась единственной страной, собирающей данные с земных метеостанций по телефону. Последнее приводит к потере времени и, как следствие, неточности прогноза погоды. Россия отстает по вопросам запуска и эксплуатации метеоспутников от США, Канады, Японии, стран Европейского союза, Китая и Индии. Россия на космическую метеорологическую программу тратит практически столько же денег, сколько Китай и Индия. Но если последние имеют на орбите полноценную группировку метеоспутников и почти ежегодно запускают метеоспутники, то Россия за прошедшие 10 лет запустила только три метеоспутника и оказалась в информационной зависимости от других стран.
Основных причин разрушения отечественной космической метеорологической системы, на наш взгляд, две: первая – передача функций заказчика метеоспутников от Росгидромета к Роскосмосу; вторая – низкое качество отечественных КА.
Спутник "Метеор-3-М1" не отработал на орбите и трех лет. У КА "Метеор-М №1", запущенного в 2009 г., не работает локатор бокового обзора на базе уникальной антенны диметром 13 м. Российские метеорологи так и не получили с новейшего спутника части необходимой информации. Из-за несовершенства ряда бортовых систем и агрегатов неоднократно переносился запуск КА "Электро-Л" (спутник находился в стадии производства более 10 лет и сразу же после запуска имеет отказы некоторых бортовых устройств). Запуск спутника "Метеор-М № 2" планировался в 2010 г., но будет осуществлен не ранее 2012 г., потому что нуждаются в доработке системы и агрегаты как платформы, так и целевой аппаратуры спутника: многозональное сканирующее устройство малого разрешения, микроволновой радиометр, бортовой радиолокационный комплекс и т.д. [2].
Российская космическая наблюдательная система воссоздается в рамках утвержденной стратегии развития гидрометеорологии до 2030 г. (Распоряжение Правительства РФ от 03.09.2010 г. № 1458-р). Для восстановления системы предлагается:
а) создать и обеспечить непрерывное функционирование космической гидрометеорологической системы, состоящей из семи спутников (3 геостационарных, 3 полярно-орбитальных и 1 океанографический);
б) создать и обеспечить непрерывное функционирование космической системы "Арктика" (2 спутника – на высокоэллиптической орбите и не менее 2 спутников – на низких полярных орбитах).
Нам кажется, что реанимацию российской космической метеорологической системы можно провести не за 20 лет, а за 5–6, потому что ни один спутник в мире не строится более трех лет.
В течение 2001–2010 гг. на орбиту запущено 12 спутников научного назначения. На орбите в настоящее время нет ни одного. Спутники "Фотон-М № 1", Cosmos-1 и "Бауманец" утрачены в аварийных запусках ракет-носителей. Только три спутника – "Коронас-Ф", "Фотон-М № 2" и "Фотон-М № 3" отработали положенный им срок. Остальные спутники утратили работоспособность целевой или обеспечивающей аппаратуры в первые недели или месяцы после запуска – случай в мировой космонавтике беспрецедентный.
Российская орбитальная группировка двойного назначения – это система ГЛОНАСС. В период с 2001 по 2010 г. Россия запустила 42 спутника (три КА погибли при запуске 05.12.2010 г.), но полный состав системы из 24 работоспособных спутников до настоящего времени так и не развернут. Причина в том, что пока ни один из запущенных КА типа "Глонасс-М" системы не отработал гарантированный производителем срок из-за низкого качества, вызванного в первую очередь недостатками элементной базы.
На январь 2011 г. в системе насчитывалось 26 КА. По целевому назначению использовались 23 спутника. Два спутника (№ 726 и № 727) из-за неисправности аппаратуры формирования навигационного сигнала и КА № 718 по причине аномального решения навигационной задачи не могут применяться по целевому назначению [3].
Литература
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #4, 2011
Посещений: 18696
Статьи по теме
Автор
| |||
В рубрику "Спутниковая связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
