Технологии

На связи "Руслан-ММ"

Первое место среди прочих направлений космонавтики по уровню, масштабам и темпам развития по праву занимает спутниковая связь - источник широкого спектра предоставляемых услуг: передачи цифровой и видеоинформации, телевизионное и радиовещание, телефонная и факсимильная связь, доступ в Интернет и т. д.

Наконец, это единственный на сегодняшний день коммерчески выгодный вид космической деятельности.

Однако следует иметь в виду, что использование современных спутников тяжелого класса (около 2 т) с большим числом бортовых транспондеров (комплексов радиотехнических устройств, служащих для приема сигналов от земных передатчиков, переноса их на другую частоту, усиления и передачи пользователям) для таких целей экономически не оправдано и часто превосходит инвестиционные возможности потенциальных заказчиков. Привлекательной альтернативой им являются системы связи, базирующиеся на аппаратах сравнительно малого размера с небольшой пропускной способностью, которые могут быть выведены на орбиту ракетами-носителями среднего и легкого класса.

Эти тенденции полностью вписываются в реализуемую Научно-производственным объединением машиностроения программу "Прагматичный космос". Выполнение задуманного базируется на максимальном использовании существующего в нашей стране материального, технического, технологического и научного заделов. Все производство соответствует мировому уровню, а подбор кооперации осуществляется на основе реальной способности предприятий выполнять соответствующие работы. Причем все направлено на снижение затрат за счет многоцелевого применения универсальных технических решений и базовых унифицированных модулей, а также уже существующих элементов различных конструкций ^* .

Сейчас создается система спутниковой связи под условным названием "Руслан-PC", где наше объединение является головным разработчиком. Используемые в ней малоразмерные спутники "Руслан- 1, 2 и З" займут соответственно три позиции на геостационарной орбите (находится она в плоскости экватора, а спутник движется со скоростью вращения Земли, т. е. "висит" в одной точке) с координатами 61,0, 88,1 и 138,5 восточной долготы. Они выделены бывшему СССР во Всемирном плане фиксированной спутниковой службы, принятом Всемирной административной радиоконференцией Международного союза электросвязи в 1988 г., и имеют условные обозначения - URS 00001, URS 00002 и URS 00003. Нужно отметить, что достоинством такого подхода является независимость функционирования соответствующих отечественных космических аппаратов, не требующих координации со спутниковыми сетями других стран.

"Русланы" будут выполнять две задачи. Работая в так называемом "С" - диапазоне (4-6 ГТц), они обеспечат передачу информации

как внутри регионов России и стран СНГ, так и между ними. Второе их назначение - организовать связь так называемого нижнего уровня, т. е. между локальными зонами (в первую очередь наиболее удаленными) внутри регионов. Это будет происходить в "Кu" - диапазоне (11-13 ГГц). На реализацию данного проекта уже получено разрешение Государственной комиссии по радиочастотам при Министерстве связи РФ. Решением Бюро радиосвязи Международного союза электросвязи указанные частоты внесены в список Приложения S30B к Регламенту радиосвязи.

Создаваемый в рамках этой программы малоразмерный спутник с обобщенным названием "Руслан-ММ" будет иметь массу на орбите всего 550 кг при полезной нагрузке 125 кг. Стабилизация его положения возможна по трем осям, а точность поддержания параметров орбиты по широте и долготе не выйдет за пределы +/-0,1. Срок активной эксплуатации таких аппаратов предполагается в 10 - 12 лет.

В космос названные спутники будут доставлять ракеты- носители легкого класса "Стрела" с космодрома "Свободный" (Амурская область). Это обеспечит выведение данных аппаратов на наиболее выгодные с энергетической точки зрения орбиты с наклонением в диапазонах 51-63 и 90-98, включая солнечно-синхронные.

Выведение малых спутников связи на геостационарную орбиту - основную рабочую - достаточно долгий и многоэтапный процесс. Сначала аппарат с разгонным блоком доставляют на круговую орбиту высотой 170 км и наклонением 52. Затем наступает период стабилизированного пассивного полета до пересечения с экваториальной плоскостью. После чего твердоразгонный блок переводит спутник на переходную высокоэллиптическую орбиту (апогей - 100 000, перигей - 170 км). Потом электродвигательная установка самого спутника за два витка увеличивает высоту перигея до 1000 км, где отсутствует аэродинамическое торможение, а за следующие 29 витков осуществляется поворот плоскости его орбиты до совпадения с экваториальной. И наконец, с помощью двигательной установки самого космического аппарата, действующей на основе электроракетных плазменных двигателей, он занимает рабочую геостационарную орбиту высотой 36 000 км. Весь процесс длится 147 суток.

Предлагаемый вариант формирования космического сегмента систем спутниковой связи и вещания по сравнению с традиционным запуском на орбиту полноразмерных геостационарных спутников тяжелыми ракетами-носителями типа "Протон" и др. имеет значительные преимущества. Самое главное - он позволит внедрять на региональном рынке услуги спутниковой связи, создавать инфраструктуры земного сегмента этой системы, а также осваивать незанятые радиочастоты. Причем все это будет адаптировано к изменяющимся запросам местных пользователей.

Кстати, освоение частотного ресурса делает рассматриваемый подход особенно привлекательным, ибо международная координация спутниковых сетей в последние годы крайне усложнилась. А с помощью разрабатываемого нами варианта можно будет предоставлять услуги спутниковой связи и вещания даже в сравнительно небольших неконфликтных полосах частот. Кроме того, это открывает возможность увеличить пропускную способность в любой, занятой другим спутником, орбитальной позиции (при наличии в ней недоиспользованного частотного ресурса) за счет запуска дополнительных соответствующих аппаратов по мере роста загрузки и потребности в бортовой емкости.

Мало того. Поэтапное освоение частотного ресурса орбитальной позиции позволит оптимизировать состав и характеристики полезной нагрузки каждого последующего малоразмерного спутника в интересах компаний-заказчиков. В настоящее время это более чем актуально, т. к. запросы потребителей постоянно меняются в связи с бурным ростом информационных технологий.

Помимо перечисленных, в развитии малых космических аппаратов есть еще ряд плюсов. Ведь их можно отправлять на орбиту ракетой-носителем тяжелого класса в качестве попутной полезной нагрузки. Вместе с тем появляется более широкий выбор средств доставки среднего и легкого класса, что разрешит варьировать графики запусков. А это, в свою очередь, приведет к существенному удешевлению эксплуатации рассматриваемой системы.

И еще. Серийное производство спутников и широкий доступ к средствам их выведения позволит создать резерв готовых унифицированных платформ (конструкций со всеми вспомогательными служебными системами) и модулей полезной нагрузки (будь то спутник связи или для зондирования Земли) для своевременного реагирования как на нештатные ситуации, так и на требования рынка. Малоразмерные спутники можно будет применять и в качестве орбитального резерва для оперативного перевода практически в любую позицию геостационарной орбиты.

И наконец, еще один немаловажный фактор - информационная безопасность. Пользователи нашей системы абсолютно независимы и никакие внешние вмешательства (только катаклизм) не нарушат налаженную систему космической связи.

Дешевизна, надежность, эффективность, инвариантность, широкий спектр информационных услуг - вот далеко не полный перечень достоинств нашей системы спутниковой связи "Руслан-РС" - одной из высоких технологий, представленных Россией на мировом рынке.

^* См.: В. Б. Булгак. Космическая связь для России. - Наука в России, 1993, N 2.

Ефремов Г.А.