Космический «нерв армии»

Спутники связи осуществляют радиосвязь в космическом сегменте. Они используются в качестве ретрансляторов, расположенных на околоземных орбитах. При этом они передают сигнал на наземные станции или на другие космические аппараты. Все современные спутники связи являются активными. То есть они оборудованы электронной аппаратурой для приема, обработки, усиления и ретрансляции сигнала. Такой вид связи широко используется во всех областях народнохозяйственной и военной деятельности.

Если говорить о военном применении, то системы спутниковой связи служат для организации управления Вооруженными силами на всех уровнях. Система связи и управления войсками является важнейшим звеном в организации деятельности Вооруженных сил, обеспечивая их функционирование как единого целого. Географическая же протяженность России делает системы космической связи незаменимыми для организации как стратегического, так и оперативного и тактического управления войсками. В российских системах спутниковой связи используются спутники как на низких, так на высокоэллиптических и геостационарных орбитах.

Низкоорбитальные спутники связи

В пределах отдельного театра военных действий космические аппараты могут поддерживать прямую связь между подразделениями, поэтому такая система предназначена главным образом для тактической связи. Она может обеспечивать передачу сообщений и в глобальном масштабе с незначительным или даже нулевым временем ожидания доступа, но с задержкой за счет необходимости ретрансляции.

Использование орбитальных ретрансляторов для дальней связи снижает зависимость от дорогих и уязвимых кабельных и радиорелейных линий. Миниатюризация индивидуальных приемных терминалов позволяет расширять количество пользователей и применять спутниковую связь во все более мелких подразделениях Вооруженных сил.

Спутниковая система связи «Гонец». Это многофункциональная система персональной спутниковой связи и передачи данных с космических аппаратов на низких орбитах. С ее помощью предоставляются услуги связи в глобальном масштабе. Головным разработчиком является АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва (Железногорск, Красноярский край), а оператор и эксплуатирующая организация — АО «Спутниковая система «Гонец» (Москва). Разработка этой системы в порядке конверсии на основе системы специальной связи «Стрела-3» была начата в 1989 году.

Российская система спутниковой связи «Гонец» предназначена для глобального обмена различными видами информации с ракетно-космической техникой, а также для организации каналов ретрансляции в различных целях, передачи сообщений по электронной почте и СМС-сообщений. Использование системы «Гонец», в частности, позволяет передавать координатные данные ГЛОНАСС с подвижного объекта в удаленные центры мониторинга и связи вне зависимости от местоположения абонента. Правда, скорость передачи данных небольшая — десятки килобит в секунду.

Сейчас группировка состоит из 12 спутников «Гонец-М» и одного «Гонец-Д1». При двенадцати спутниках на орбите система способна обеспечить передачу данных в режиме реального времени в северных широтах. При этом в средних широтах связь будет почти беспрерывной, а на экваторе перерывы в передаче сигнала составят около 15 минут. При двадцати четырех спутниках непрерывная связь будет доступна в любой точке земного шара.

Спутники «Гонец-М» имеют массу 280 кг, летают на круговых орбитах высотой 1400 км с наклонением 82,5 град.

Вообще, каждый космический аппарат «Гонец» представляет собой цилиндр массой 225–280 кг. Он покрыт солнечными элементами и снабжен выдвижной штангой гравитационного стабилизатора, который обеспечивает пассивную ориентацию и стабилизацию без затрат электроэнергии. Две малонаправленные конические антенны обеспечивают связь по двум-трем каналам в диапазоне 200–400 МГц при емкости бортового запоминающего устройства 8 Мбит.

Спутниковая система связи «Родник». О составе группировки, работающей в интересах Министерства обороны, подробных данных нет, но, судя по ее коммерческому аналогу системе «Гонец», спутников должно быть не меньше 12.

В нее входят «Стрела-3» и «Стрела-3М» («Родник-С»). Гражданской версией спутника «Стрела-3» является аппарат «Гонец-Д1». «Стрела-3М», он же «Родник», является дальнейшим развитием космического аппарата «Стрела-3». Гражданской его модификацией стал «Гонец-Д1М».

Спутниковая система связи «Рассвет». Эту группировку намечено сформировать в ближайшие годы. Глава «Роскосмоса» Дмитрий Баканов (он в свое время руководил компанией «Гонец») заявил 20 мая 2025 года, что отечественная низкоорбитальная спутниковая группировка «Рассвет», создаваемая ООО «Бюро 1440» (входит в ООО «ИКС холдинг») для обеспечения широкополосного доступа в Интернет, станет российским ответом на американскую систему Starlink от фирмы SpaceX Илона Маска.

Компания «Бюро 1440» начала работать в ноябре 2020 года. К настоящему времени были спроектированы, изготовлены и запущены спутники «Рассвет-1» массой около 80 кг и «Рассвет-2», масса которого, по некоторым сообщениям, примерно в два раза больше.

Предполагается, что система связи «Рассвет» будет состоять из двух групп спутников: на наклонных орбитах (наклонение 60 град., высота 500 км) и на приполярных орбитах (наклонение 88 град., высота 500 км). На космических аппаратах «Рассвет-2» были установлены разработанные в ООО «Бюро 1440» терминалы лазерной связи и аппаратура для спутниковой связи с использованием протокола стандарта 5G NTN.

Два таких спутника, выведенные на орбиту в мае 2024 года, последовательно связывались один с другим для передачи данных на расстояниях от 30 км до 1005 км, при этом скорость передачи данных по лазерному каналу составила 10 Гбит в секунду. Терминал лазерной связи ООО «Бюро 1440» получил летную квалификацию. Разработчики рассчитывают на обеспечение скорости Интернета до 1 Гбит в секунду при задержке сигнала до 70 мс.

Лазерная связь между спутниками широко используется, например, на американских спутниках. Так, Илон Маск испытывал ее еще на «Старлинках» версии 1.5, оснащенных оборудованием для такой лазерной связи. Теперь стандартный гражданский тариф Интернета для системы «Старлинк» обеспечивает скорость до 150 Мбит/с и задержку до 20 мс, а тариф «Премиум» — до 500 Мбит/с и задержку до 15 мс.

Что очень важно, спутники, оборудованные аппаратурой для межспутниковой лазерной связи, не должны передавать сигнал ближайшему своему соседу, а тот другому соседу и так далее до наземной станции, подключенной к Интернету. Такой аппарат посылает информацию прямо на тот спутник, который ближе к адресату или к наземной станции. И что же это дает? А то, что промежуточные спутники не нужны. Их в орбитальной группировке требуется гораздо меньше, чем при отсутствии такой связи.

В соответствии с утвержденным национальным проектом в сфере космической деятельности российская низкоорбитальная группировка спутников для обеспечения широкополосного доступа в Интернет «Рассвет» аэрокосмической компании ООО «Бюро 1440» будет увеличена при полном развертывании с 383 космических аппаратов до 886.

Спутники связи на высокоэллиптических орбитах

Эти орбиты с разными наклонениями сильно вытянуты, их высота над поверхностью Земли может быть от сотен километров в перигее до 40 тыс. км в апогее. Спутники, обращающиеся по ним, эффективны для России, поскольку сигнал от них хорошо принимается в северных широтах, в отличие от такого с геостационарных спутников.

Спутники «Меридиан» — серия российских спутников связи двойного назначения, разработанных АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва по заказу Министерства обороны РФ. «Меридиан» — спутник связи второго поколения, пришедший на смену аппаратам «Молния» и «Радуга».

Вот некоторые технические характеристики спутника: масса — 2100 кг; электрическая мощность полезной нагрузки — 3200 Вт; высота орбиты — 1000х40 тыс. км, наклонение 62,83 град. Период обращения около 12 часов, и апогей расположен в Северном полушарии. Срок активного существования действующих спутников — семь лет. Космический аппарат оснащен многоствольной ретрансляционной аппаратурой, работающей в разных частотах.

Несколько лет назад на замену «Меридиану» был разработан перспективный спутник «Сфера-В», однако он получился слишком тяжелым для российских ракет-носителей. Это произошло из-за необходимости импортозамещения, прежде всего, электронной компонентной базы. А наша микроэлектроника значительно объемнее и массивнее зарубежной. К тому же она потребляет существенно больше электроэнергии. Вот и получилось так, что существующие у России ракеты-носители «Протон-М» и «Ангара-А5» не были способны вывести на высокоэллиптическую орбиту спутники этого типа в новой, российской комплектации. В результате Министерство обороны РФ было вынуждено заказать дополнительно четыре спутника связи «Меридиан», которые и служат сейчас.

Группировка космических аппаратов «Меридиан» на высокоэллиптических орбитах предназначена для работы в составе Интегрированной системы спутниковой связи (ИССС) вместе со спутниками «Радуга-1М», расположенными на геостационарной орбите.

Спутники «Экспресс-РВ». На смену космическим аппаратам «Меридиан» должны прийти спутники «Экспресс-РВ». Они станут одним из четырех элементов новой орбитальной группировки России. Для обеспечения круглосуточной связи понадобятся четыре таких спутника.

При проектировании спутника «Экспресс-РВ» специалистам предприятия АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва удалось оптимизировать приборный состав космического аппарата. Они разработали новый блок управления бортового комплекса управления, который дополнительно взял на себя функции бортового цифрового вычислительного комплекса. Это решение позволило уменьшить массу космического аппарата. Сейчас идет изготовление опытного образца. В 2026 году предполагается запуск первого спутника. Космические аппараты получат оборудование для работы в трех диапазонах частот, в том числе 12 антенн Кu-диапазона, которые будут отслеживать закрепленные зоны обслуживания в режиме реального времени.

Геостационарные спутники связи

Эти спутники выводятся на геостационарную орбиту. Ее высота над поверхностью Земли около 36 тыс. километров, и находится она в плоскости экватора. Спутник, обращающийся по такой орбите, всегда находится над одной и той же точкой на Земле. Радиопередатчики, установленные на геостационарных спутниках, могут передавать и принимать сигнал чуть не с половины земного шара. Это позволяет обеспечивать непрерывную связь между любыми приемными средствами на полушарии, как неподвижными, так и подвижными. То есть, в частности, контролировать перемещение объектов противника и координировать действия своих сил на территории всего земного шара.

Однако у спутников связи на этой орбите есть и недостаток. И связан он с продолжительностью прохождения сигнала на таких заметных расстояниях.

При этом задержка, обусловленная конечностью скорости распространения радиоволн, составляет примерно 0,25 секунды, а с учетом коммутации и времени на обработку сигнала общая задержка может составлять до 0,4 секунды. Особенно такое явление нежелательно при связи в режиме реального времени, например, в телефонной и видеосвязи. При этом если время распространения сигнала по спутниковому каналу связи составляет 0,25 секунды, то разница во времени между репликами абонентов будет больше половины секунды.

А вот пример из военной практики. Если сигнал передается через спутник связи на геостационарной орбите, то из-за расстояния возникает задержка около полсекунды, и к этому следует прибавить потери времени на обработку и трансляцию данных по наземным сетям. В результате, например, оператору на военной базе США в Калифорнии требовалось приблизительно 1,2 секунды, чтобы передать команды беспилотному летательному аппарату в небе Сирии. Это сильно осложняет управление движущейся техникой.

Космические аппараты «Экспресс». Это геостационарные телекоммуникационные спутники, разработанные в АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва» по заказу российского спутникового оператора ФГУП «Космическая связь». Они имеют массу 1200-5700 кг.

К концу 2024 года работали несколько спутников этой серии. Два из них — «Экспресс». Кроме того, 7 космических аппаратов «Экспресс-АМ», разработанных совместно с французскими, японскими и немецкими фирмами. «Экспресс АМ8» имеет массу 2100 кг.

Два спутника «Экспресс-АТ» представляют собой аппараты непосредственного вещания малой размерности массой 1250 кг, разработанные на базе негерметичной спутниковой платформы «Экспресс-1000». Полезную нагрузку изготовила французская фирма Thales Alenia Space.

Три космических аппарата «Экспресс-АМУ» являют собой дальнейшее развитие серии. В 2018 году были подписаны контракты на изготовление компанией «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва» спутников «Экспресс-АМУ3» и «Экспресс-АМУ7» с полезной нагрузкой фирмы Thales Alenia Space Italia. Спутники «Экспресс-АМУ3» и «Экспресс-АМУ7» введены в эксплуатацию в мае 2022 года.

Космические аппараты семейства «Ямал». Это геостационарные коммерческие телекоммуникационные спутники, принадлежащие российскому спутниковому оператору «Газпром космические системы». Сейчас работают спутники нескольких модификаций: «Ямал-300К» (масса 1540 кг, мощность полезной нагрузки 5,6 кВт), «Ямал-401» (масса 3370 кг, мощность полезной нагрузки 10,6 кВт), «Ямал-402» (масса 5250 кг, мощность полезной нагрузки 10,6 кВт).

Самый новый — «Ямал-601». Это спутник большой размерности, изготовленный итало-французской компанией Thales Alenia Space. Его масса 5,4 тонны, мощность полезной нагрузки 7,4 кВт. Он обеспечивает фиксированную связь и доступ к высокоскоростному Интернету жителям России, стран СНГ, Европы, Ближнего Востока и Юго-Восточной Азии. Многолучевая зона обслуживания в Ka-диапазоне охватывает наиболее населенную часть России, включая Калининградскую область, Центр, Урал и Западную Сибирь.

Военные системы связи и ретрансляции

Кроме связных спутников двойного назначения и коммерческих у нас есть некоторые системы ретрансляции и связи, работающие прежде всего в интересах Министерства обороны РФ.

Спутниковая система связи «Благовест». Эти космические аппараты созданы в АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва на коммерческой платформе «Экспресс-2000» по контракту с Министерством обороны России. Масса спутника — 3,4 тонны.

Всего в группировке четыре космических аппарата, равномерно размещенных на геостационарной орбите. Спутники обеспечивают глобальное покрытие и гарантируют российским военным доступ к высокоскоростной передаче данных, телефонной и видеоконференцсвязи, Интернету, другим видам связи. Космические аппараты используют перспективные Ка- и Q-диапазоны частот.

Спутники тяжелого класса «Благовест» стали первыми космическими аппаратами, в которых использована полезная нагрузка разработки и изготовления АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва. Хотя известно, что создана она при участии европейской компании Thales Alenia Space, но соотношение отечественных и импортных комплектующих неизвестно.

Сначала предполагалось использование системы «Благовест» также и в гражданских целях, но затем было принято решение использовать ее только для нужд Министерства обороны РФ. Предполагается, что спутники смогут работать на орбите в течение 15 лет.

Многофункциональная космическая система ретрансляции (МКСР) «Луч». Геостационарная система ретрансляции «Луч» представляет собой спутниковую систему ретрансляции для обеспечения связи с движущимися объектами, в том числе кораблями ВМФ, вне зон видимости с российской территории. Космические аппараты созданы в АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва по заказу российского Федерального космического агентства на основе легкой негерметичной спутниковой платформы «Экспресс-1000».

Одна из особенностей платформы — комбинированная система терморегулирования, в которой применяется полностью резервированный жидкостный контур. Оборудование платформы размещено на конструкциях из сотовых панелей, которые в свою очередь крепятся на центральной трубе «вафельной» конструкции. Для осуществления коррекции по долготе используются плазменные двигатели СПД-100 разработки и изготовления ОКБ «Факел» (Калининград). Масса спутника 950 кг.

Система построена с использованием трех геостационарных спутников-ретрансляторов «Луч-5А», «Луч-5Б», «Луч-5В».

Эти космические аппараты предназначены для работы с низколетящими спутниками с высотой орбит до 2000 км над поверхностью Земли, такими, как пилотируемые космические комплексы, космические корабли, а также ракеты-носители, разгонные блоки и другие объекты. Спутник принимает от них информацию, как телеметрическую, так и целевую на участках полета, находящихся вне зон видимости с территории России, и ретранслирует её в режиме реального времени на российские земные станции.

В то же время, он обеспечивает возможность передачи команд управления на эти летательные аппараты. Спутники могут с высокой точностью ориентировать свои антенны на низколетящие объекты ракетно-космической техники, захватывать и сопровождать их по трассе полета. Для этого они имеют две большие антенны с узкими диаграммами направленности, каждая из которых может независимо сопровождать свой объект.

Равномерное расположение трех спутников на геостационарной орбите позволяет поддерживать связь с космическими аппаратами, находящимися над любой точкой земного шара, кроме приполярных областей, невидимых с геостационарной орбиты. Планируется изготовление еще двух модернизированных спутников «Луч-5ВМ».

Единая система спутниковой связи 2-го этапа (ЕССС-2). Главное отличие этой системы от ЕССС-1 заключается в значительном увеличении пропускной способности, помехозащищенности и помехоустойчивости за счет введения доступа с кодовым разделением сигналов (CDMA) на основе использования псевдослучайной перестройки рабочих частот с обработкой сигналов на борту. А также в применении новых, более высокочастотных диапазонов (40/20 ГГц) в дополнение к С- и Х-диапазонам, повышении мощности передающих устройств узловых абонентских станций и повышения пространственной селекции за счет бортовых антенн спутников.

Для увеличения эффективности использования каналов и уменьшения энергопотребления абонентских станций была выбрана схема с использованием CDMA для канала «абонентские станции — космический аппарат», и уплотнения во времени в канале «космический аппарат — абонентские станции». За счет этого удалось исключить несанкционированный доступ и обеспечить повышенную помехозащищенность радиолинии.

Орбитальная группировка состоит, по некоторым данным, из спутников «Радуга-1М» и «Меридиан». Благодаря использованию новых космических аппаратов возможности ЕССС-2 в области задач Министерства обороны значительно расширились. Теперь стало возможно поддерживать двустороннюю связь с оперативно-тактическим звеном управления, отдельными самолетами ВВС и ВМФ, кораблями и подводными лодками. Также повысилась помехозащищенность спутниковых каналов за счет использования Ка-диапазона, многолучевых антенн и более совершенных методов обработки сигналов на борту спутника.

«Радуга-1М» — военный спутник связи третьего поколения. Эти спутники являются дальнейшим развитием аппаратов «Радуга-1». Но, судя по имеющимся данным, изготавливаются они в АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва на более современной спутниковой платформе. Как и предыдущая модель, «Радуга-1М» должна обеспечить ретрансляцию сигналов связи в четырех частотных диапазонах: L, C, X, Ka . Масса спутника 2400 кг.

 Достоверных сведений  о составе группировки нет. Но, по некоторым данным, это 4 или 5 спутников «Меридиан» на высокоэллиптической орбите и 3 аппарата «Радуга-1М» на геостационарной орбите.

Интегрированная система спутниковой связи (ИССС). Группировка спутников «Меридиан» и «Радуга-1М» теперь входит также и в ИССС, которая является военной цифровой системой связи третьего поколения. В свою очередь ИССС, как составная часть Объединенной автоматизированной цифровой системы связи (ОАЦСС) Вооруженных сил РФ, развивается в направлении создания космических бортовых информационно-транспортных платформ. Они будут обеспечивать полную доступность всех стационарных и мобильных пользователей земного сегмента спутниковой сети на суше, на море и в воздухе. Эти бортовые платформы должны связываться с территориальными узлами связи ОАЦСС высокоскоростными магистральными каналами связи.

В этой системе особо важная роль отведена спутниковой связи. Военные спутники позволяют обеспечить надежной связью абонентов всех уровней — от пунктов управления стратегического звена до подвижных объектов в тактическом звене управления, включая командиров отдельных подразделений, то есть обеспечивают их персональной связью.

Опыт локальных войн и вооруженных конфликтов с участием США и НАТО показал, что приоритетной задачей на ближайшие десятилетия становится достижение информационного превосходства над противником. Основные усилия противоборствующие стороны сейчас сосредотачивают прежде всего не на поражении живой силы противника, а на уничтожении важнейших военно-экономических объектов стран и инфраструктуры связи как гражданского, так и военного назначения.

А основным направлением развития перспективных военных систем спутниковой связи является повышение их пропускной способности и помехоустойчивости.