Направления развития GPS на текущий год: Центр аэрокосмических и ракетных систем планирует модернизировать глобальную спутниковую систему навигации GPS

Офицер Р. Колберн, управляющий отделением радиоэлектронного противодействия, исполнительный руководитель серии мер по улучшению глобальной спутниковой системы навигации GPS, Центр космических и ракетных систем Военно-воздушных сил Соединенных Штатов Америки

Всемирная спутниковая система навигации США GPS приобретает все большую популярность. Порядка 4 млрд клиентов со всего Земного шара пользуются американской системой для получения спутниковой информации высокой точности и надежности. Повсеместное применение сигналов рассматриваемой системы стало неотъемлемой частью повседневной жизни каждого из нас и влияет на нее только позитивно.

Не один десяток лет выполняются установленные условия координатно-временного и навигационного обеспечения штатских, торговых и исследовательских объединений. Чтобы поддержать распространение использования GPS по нашей планете, власти и Управление программы GPS стали делать внушительные денежные вложения для поэтапного расширения функционала компонентов американской системы.

 

Направления развития всемирно известной спутниковой системы навигации США

Стратегия обновления предполагает рассмотрение ряда решений на разных стадиях выполнения, что позволяет улучшить координатно-временное и навигационное обеспечение во всех составляющих комплекса. Сегодня модернизируются все 3 системных компонента (орбитальный, наземный, потребительский) с целью расширения функционала GPS. Вместе с тем обновляется орбитальная группировка системы для обеспечения доступности по меньшей мере 24 космических аппаратов в 95% ситуаций.

Помимо этого, мы все время пытаемся обнаружить альтернативные пути развития, вырабатывая похожие и не имеющие аналогов стратегии. Мы пытаемся построить инфраструктуру повышенной надежности и устойчивости. Наши специалисты пытаются определить эффективный функционал всей архитектуры американского комплекса для расширения функционала координатно-временного и навигационного обеспечения.

“Мы обеспечиваем выполнение установленных требований по КВНО высокой точности штатских, торговых и исследовательских объединений.”

 

Основные направления развития в текущем году

Орбитальный компонент

GPS III была с успехом запущена для повышения боеспособности и гарантий надежности для клиентов любых категорий. Проект планомерно расширяет свои возможности со стартом Falcon 9 с 1-й ступенью многократного использования для решения задач по гарантированию госбезопасности в космосе.

Запланированный на начало лета старт SV05 будет реализован с задействованием РКН Falcon 9, 1-я ступень которой с успехом вернулась после старта спутника SV04.

Космический корабль SV05 позволит расширить системную орбитальную группировку и получить повышенную точность и лучшие рабочие показатели. Этот аппарат отправляет сигнал L1C, который обеспечивает взаимную дополняемость с сигналами иных комплексов, штатский сигнал L5 и позволяет добиться улучшения показателей в разрезе защиты от помех. Для потребителей-военнослужащих SV05 будет 24-м аппаратом, который передает сигнал M-Code для обеспечения возможности перейти ко схеме начального использования этого сигнала.

 

Наземный компонент

Текущий сезон будет определяющим для обновления современного наземного комплекса управления GPS OCX, в который вскоре войдет основательно модернизированная сеть из 17 распределенных по всей планете мониторинговых пунктов. Данные станции будут осуществлять прием полного комплекса сигналов системы, в том числе современных военных и штатских сигналов L2C и L5.

OCX будет и дальше использовать симулятор GPS для проверки ПО. В это же время OCX будет и в дальнейшем заменять используемые сейчас устройства на техинструменты Hewlett-Packard для их монтажа в зонах применения. Со дня начала использования OCX наладят связь с расположенными на земле антеннами для прямого контроля группировки и прочих компонентов наземного управляющего комплекса. К примеру, с ГАИС, которая сделает доступными в нужное время навигационные данные для потребителей. Ожидается, что для старта и начала использования GPS III SV05 станут применять систему раннего тестирования и управления запуском.

GPS OCX 3F выступает разновидностью основной вариации OCX для выполнения требований, которые относятся к GPS IIIF. OCX 3F по-прежнему будет обратно совместима с действующими комплексами для контроля всей группировки GPS и расширения функционала GPS IIIF в дальнейшем, например, повышения защиты от помех благодаря местному увеличению мощностных характеристик военного сигнала и получения возможности оперативного перераспределения средств наземного управляющего комплекса при военной атаке на размещенные на земле станции. Договор на разработку OCX 3F подпишут в ближайшее время.

 

Потребительский компонент

В скором времени завершится испытание M-Code GPS в условиях эксплуатации на 2-х прошедших авторизацию платформах согласно 1-му этапу Плана по разработке навигационного оснащения потребителей-военнослужащих. Проверка для сухопутных подразделений будет организована на разных разновидностях военной бронемашины Stryker.

Одновременно с этим американский морпех будет применять многофункциональную бронированную машину JLTV для организации испытательных работ в условиях эксплуатации. В любой ситуации будут оцениваться показатели навигационного оборудования пользователей в условиях, близких к эксплуатационным. До 31.12.21 г. согласно 1-му этапу Плана по созданию навигационного оснащения потребителей-военнослужащих будет поставлена аппаратура для начала эксплуатации в будущем году обновленных платформ, способных осуществлять работу с M-Code – эсминцы и военные самолеты Б-2 Военно-воздушных сил Соединенных Штатов Америки.

 

Объединение компонентов комплекса

Данные комплексы постоянно развиваются, и мы делаем все возможное для их объединения для выполнения всех требований, описанных в действующих стандартах. Чтобы проводить испытательные работы и управлять техническими возможностями, чтобы проектировать систему и планировать стратегию, власти и бизнесмены из разных экономических сфер должны действовать совместно, что позволит на 100% реализовать функционал интеграции.

В 2021 г. произойдет масса важнейших мероприятий, и весь коллектив GPS при участии подрядных организаций постарается обеспечить получение, использование и обслуживание всех функций GPS. Задача предельно ясна – продолжить соблюдение “золотого стандарта” координатно-временного и навигационного обеспечения для потребителей со всего Земного шара.

Центр аэрокосмических и ракетных систем, находящийся на базе Военно-воздушных сил Соединенных Штатов в калифорнийском городе Эль Сегундо, считается центром современных разработок по созданию космических комплексов для военных целей. Деятельность Центра связана со стартами аппаратуры, всемирно известными спутниковыми системами навигации, боевыми космическими кораблями связи, комплексом кораблей, выполняющих задачи метеорологии, ИК комплексами космического базирования, ситуационной осведомленностью в космосе.

 

 

Николай Тестоедов: космические аппараты ГЛОНАСС будут на 100% состоять из отечественных комплектующих

 

Информационные спутниковые системы им. Решетнева” — это один из лидеров РФ по разработке коммуникационных, телевещательных, ретрансляционных, навигационных, геодезических спутников. Сегодня это одно из немногих российских предприятий, продолжающих производить космические корабли для иностранных клиентов.

Об использовании в конструкции космических кораблей ГЛОНАСС импортозамещенного оборудования, уточнении формы нашей планеты, вопросе с находящимся на ответственном хранении в Сибири космическим кораблем Украины, который оплачивает Канада, о совместной деятельности с Казахстаном, Анголой, КНР в беседе с журналистами известного информагентства Д. Струговцом и А. Красильниковым рассказал гендиректор фирмы Н. Тестоедов.

— Какие запуски космических кораблей ГЛОНАСС ожидаются в ближайшем будущем?

— Сегодня группировка отечественной спутниковой системы навигации ГЛОНАСС включает в себя 27 кораблей, 24 из которых функционируют по прямому назначению, 1 является резервным, другой проходит летные испытания, еще один исследуется. На Земле хранится последний “Глонасс-М”, изготавливаются 9 кораблей новейшего поколения “Глонасс-К”, 2 аппарата “Глонасс-К2”, разрабатываются модели, отвечающие принципам импортозамещения, “Глонасс-К2”.

Следующий спутник будет запущен 16.10.20 г. На орбиту отправится корабль новейшей модификации “Глонасс-К”. Готовый спутник вскоре будет отправлен на место запуска. Через год аппараты станут запускать по оперативной необходимости, но однозначно доставят на орбиту 2 “Глонасс-К”, второй из которых отличается большим числом сигналов навигации, иными словами, это постепенное улучшение модели. Запланирована отправка “Глонасс-К2”, и почти не сомневаюсь, что произойдет отправка в космос последнего “Глонасс-М”, поскольку срок его наземного содержания к этому времени истечет. Итак, приблизительно в 2021 г. состоится отправка в космос 4 спутников. Это сможет обеспечить нормальное функционирование орбитальной группировки.

— Когда стартуют отправки на орбиту импортозамещенных аппаратов “Глонасс-К2”?

— Мы рассчитываем на то, что через 6 лет благодаря стараниям Министерства промышленности и торговли по формированию российской электронно-компонентной базы у нас будет возможность выпускать аппараты, полностью исключающие использование импортных компонентов. Эти корабли расширят орбитальную группировку в следующие 10 лет и позже.

— 3 года назад было объявлено о запуске пары космических кораблей ГЛОНАСС на ракете “Ангара”. Как скоро он произойдет?

— По сути, такие старты на этой ракете по 2 спутника могут произойти до 2025 года, но дальше будет видно, есть ли в этом потребность. Как известно, последнюю пятилетку мы рассчитывали запустить 3 космических корабля на “Протоне”, однако нужды в этом впоследствии не было.

— Через год, как планируется, начнется реализация новейшей программы развития ГЛОНАСС на 10 лет. Что нового она предусматривает?

— Она предполагает разработку высокоэллиптических кораблей “Глонасс-ВКК” (ВКК – высокоэллиптический космический комплекс). Этот проект реализуем однозначно. Есть задумка разработки малых спутников навигации, но программа этого не предусматривает. Вероятно, если такое предложение будет полностью обосновано и поступит соответствующий запрос со стороны потребителей ресурсов ГЛОНАСС, требуемые корректировки внесут в космическую программу РФ.

— Уже довольно продолжительное время длится процесс принятия ГЛОНАСС в эксплуатацию. В какие сроки это будет окончательно выполнено? Как известно, без этого не будет никаких юридических гарантий точности информации ГЛОНАСС, что требуется, к примеру, для кадастровых мероприятий, анализа дорожно-транспортных происшествий.

— Наши клиенты как раз заняты оформлением документации для принятия системы в эксплуатацию путем выпуска правительственного распоряжения. Все технические проблемы, затягивающие процедуру ранее, устранены.

— Повышение точностных характеристик ГЛОНАСС призвана обеспечить система “Гео-ИК”, уточняющая форму Земли. Как выполняются работы на этом фронте и что ждет “Гео-ИК” в будущем?

— В 2019 г. был завершен процесс создания космического компонента системы “Гео-ИК-2” из пары кораблей. Статистические данные будут собираться в течение нескольких лет, после чего столько же времени потребуется на обработку сведений для получения более точной геодезической информации по форме земного шара. Решение данной задачи будет приниматься во внимание в ГЛОНАСС, так как показатели движения планеты и ее формы выступают неотъемлемыми элементами системы.

Сотрудники Российской академии наук очень надеются на следующую стадию выполнения задачи. Кроме уточнения формы нашей планеты, они инициируют создание космической системы в целях уточнения гравитационного поля земного шара и его текущего состояния. Это обеспечит за счет гравитационных неравномерностей выявление определенных неоднородных участков в коре Земли, которые можно определить как скопления полезных ископаемых. Однако стоит отметить, что это дорогостоящая система, которая в актуальную космическую программу не включена.

— Другая система, сформированная из космических аппаратов, которые были произведены вашей компанией, — “Луч”. Кроме обеспечения широкополосным интернетом отечественного сегмента МКС, у ретрансляционной системы “Луч” имеются и другие функции – передавать на Землю информацию с других кораблей отечественной орбитальной группировки, когда те расположены за пределами видимости с российской территории. Как в дальнейшем будет развиваться группировка “Луч”?

— Сегодня орбитальная группировка системы включает в себя 3 космических корабля — “Луч-5А”, “Луч-5Б”, “Луч-5В”. Срок гарантии каждого из них – 10 лет. Первый спутник отправили в космос 9 лет назад, соответственно, сейчас его необходимо заменить. Но ретрансляционные спутники новейшей серии “Луч-5М” начнут отправлять в космос через 5 лет. Поэтому в текущем году согласована разработка 4-го корабля “Луч-5”, получившего приставку “ВМ”. Это модель аппарата “Луч-5В” с частичной заменой некоторых иностранных компонентов на российские запчасти. Процесс производства займет около 3 лет. Если проблем не возникнет и функционирующие космические корабли отработают гарантированное время, после данного спутника начнут запускать обновленные “Лучи”. Если с какой-либо из работающих моделей возникнут неполадки, вероятно, придется заказать дополнительный корабль этого поколения. На данный момент пуск пока имеющегося в одном экземпляре “Луча-5ВМ” запланирован в договоре на 2024 г. на ракете-носителе “Ангара”. Однако, вероятно, выбор будет сделан в пользу “Протона”. Корабль можно будет запустить на любом из упомянутых ракет-носителей.

— Кроме того, вы производите космические корабли для единственной отечественной низкоорбитальной спутниковой системы связи “Гонец”. В 2020 г. запланированы дебютные старты кораблей на ракете “Союз”. Как продвигаются дела с этой системой?

— В 2020 г. будут запущены 2 блока по 3 спутника “Гонец-М”. Длительная пауза между запусками объясняется прекращением использования ракеты “Рокот” и необходимостью во времени на адаптацию кораблей к ракете “Союз”. Адаптационные мероприятия длились 12 месяцев, еще нужно было время на то, чтобы внести корректировки в космическую программу. Будущие пуски сформируют представительную орбитальную группировку, с которой можно достойно представить себя на иностранных коммерческих рынках. Сегодня сотрудники Научно-исследовательского института точных приборов ведут работу над элементами космической системы – спутником и пользовательскими устройствами для международного коммерческого использования. Затем системная аппаратура будет применяться во всем мире, а “Гонец” начнет продаваться за территорией РФ.

Кроме того, сейчас проектируется система “Гонец-М1”. Сформированная группировка будет насчитывать 24-36 космических кораблей. С учетом того, что для использования на российской территории хватит 12 кораблей, можно понять, что данная система будет представлена на международном рынке. Ведется работа над эскизным проектом космического корабля для данной системы. Уверены, что корабль выйдет весьма добротным.

— Центр Хруничева не так давно сообщил о разработке обновленной ракеты “Рокот”. Вы думали насчет возвращения стартов “Гонцов” с “Союза” на данную ракету?

— Если клиент так решит, возвращение состоится. Если показатели “Рокота-М” и “Рокота” предыдущего поколения не будут отличаться, а производимые нами спутники будут иметь тот же размер, адаптация ракеты и спутника, доработки технической базы на месте запуска будут незначительными.

— Длительное время на ответственном хранении в вашей компании находится космический аппарат Украины “Лыбидь”. Как дела сейчас с ним?

— За 6 лет изменений нет. Мы его выпустили, получили деньги за это, корабль находится на ответственном хранении, он проходит необходимое обслуживание, компания из Канады MDA своевременно вносит плату за его содержание.

— А если его запуск рано или поздно произойдет, какой у него будет срок гарантии? С учетом того, что он долго хранился в наземных условиях…

— В случае его запуска прямо сегодня в ту же точку стояния, в которой он должен был находиться, он может прослужить на заданной высоте не меньше десяти лет из гарантированных 15. Это обычная ситуация уменьшения продолжительности космической эксплуатации при превышении допустимых сроков содержания на Земле.

— Запланировано ли участие в конкурсе на выпуск космического аппарата Казахстана “КазСат-2R”?

— Конечно. Казахстан уже 2 раза анонсировал конкурс, мы 2 раза отправляли предложения и оба раза никто из конкурсантов не выполнил финансовые требования, установленные заказчиком. Посмотрим, как ситуация будет развиваться в дальнейшем.

— Что можете сказать о ситуации с производством космического аппарата Анголы Angosat-2 после его получения от ракетно-космической корпорации “Энергия”?

— Даю подтверждение, что работу над кораблем нам передали и что он будет отправлен в космос в начале весны 2022 г. на ракете “Протон”. В середине этой осени доставим конструкцию модуля полезной нагрузки в Евросоюз для установки оборудования.

— Когда планируется запуск космических кораблей связи категории “Экспресс”?

— Изготовление и запуск “Экспресс-АМУ3” и “Экспресс-АМУ 7” были запланированы на 2020 г. Ситуация складывалась наилучшим образом. Все шло прекрасно, так как мы заявили, что первый аппарат изготовим за 2 года, второй – за 2 года 1 месяц. Для выполнения всего этого мы за 12 месяцев до заключения договора профинансировали 3 критических позиции – 2 иностранные и 1 отечественную. Мы укладывались в срок, но пандемия COVID-19 внесла свои коррективы. Турин, где располагается итальянское отделение фирмы Thales Alenia Space, очень сильно пострадал из-за коронавируса. Они с полуторамесячной задержкой поставили нам полезную нагрузку для “Экспресса-АМУ 7”, для “Экспресс-АМУ3” задержка составляет уже около 5 месяцев.

Все остальное уже выполнено либо пока разрабатывается, в связи с чем космические корабли будут запущены во 2 квартале 2021 г., если полезную нагрузку нам поставят в конце осени. Клиент, компания “Космическая связь”, не имеет к нам претензий, и за это мы ему благодарны. К коллегам из Италии у нас также нет вопросов. Форс-мажорная ситуация все же.

— Сотрудничаете ли с КНР?

— Наша совместная деятельность с Поднебесной заключается лишь в применении электронно компонентной базы КНР в оборудовании наших поставщиков. Разумеется, мы следим за запчастями и мониторим абсолютно все устройства, поскольку не хотим сомневаться в том, что при использовании электронно компонентной базы из Поднебесной в бортовом оборудовании не было ни единого подвоха.