32. Анализ состояния и перспектив развития зарубежных

Анализ состояния и перспектив развития зарубежных космических командноретрансляционных систем
В.О.Хацаюк, адъюнкт
Военно-космическая академия имени А.Ф.Можайского, г. Санкт-Петербург
Важнейшим направлением повышения
управления
низкоорбитальными
оперативности
космическими
и
аппаратами
глобальности
(НКА)
при
одновременном уменьшении числа наземных станций командно-измерительной
системы
является
применение
ретрансляционного
режима
управления
с
использованием космических аппаратов-ретрансляторов (КАР) на геостационарной
орбите. Космические ретрансляционные системы обеспечивают обмен с НКА
всеми видами информации, необходимой для управления полетом, телеизмерений
и связи с экипажем пилотируемых комплексов, а также высокоскоростную
передачу информации от аппаратуры целевого назначения.
Первые космические командно-ретрансляционные системы были созданы еще
в 80-х годах прошлого века в США и СССР. Позже аналогичные системы были
развернуты Европейским космическим агентством, а также в Японии и Китае.
Наибольший опыт управления КА различного назначения за рубежом имеют США
и Европейское космическое агентство (ESA).
Спутниковая
система
слежения
и
ретрансляции
данных
TDRSS
американского космического ведомства предназначена для обмена данными между
космическими аппаратами, находящимися на околоземных орбитах, и наземными
центрами управления и обработки данных на континентальной части США. На
сегодняшний день космический сегмент системы состоит из девяти КАР, из них
четыре являются моделями первого поколения, три – модернизированными ИСЗ
второго поколения и два КАР третьего поколения. Спутники сгруппированы на
геостационарной орбите для обслуживания зон Тихого, Атлантического и
Индийского океанов.
Такая конфигурация системы позволяет оптимально
организовывать ретрансляцию данных в глобальном масштабе. В настоящее время
состав орбитальной группировки системы TDRSS постоянно обновляется новыми
спутниками третьего поколения [1], оснащенными ретрансляторами S, Ku и Ka
диапазонов частот. Каждый КАР обеспечивает обслуживание абонентов в режиме
2
многостанционного доступа со скоростью до 3 Мбит/с. Связь с центрами
управления полетами и обработки данных осуществляется через наземные
терминалы, два из которых расположены на полигоне Уайт-Сэндз (штат
Нью-Мексико) и один острове Гуам в Тихом океане. Кроме того, в состав
наземного сегмента входят четыре измерительные станции, расположенные в НьюМексико, Американском Самоа, Австралии и на острове Вознесения. За последние
два года введены в эксплуатацию новые терминалы в Блоссом Поинт (штат
Мэриленд) и Элис Спринг (Австралия). Оборудование наземных терминалов
подвергается плановой замене и модернизации, что обеспечивает продление срока
их эксплуатации как минимум на 25 лет.
В Европе разработка современной командно-ретрансляционной системы
EDRS началась после успешной проверки экспериментального оборудования
оптической межспутниковой связи в рамках программы ARTES-7. Аппаратура
оптической связи, устанавливаемая на перспективные спутники EDRS будет
обеспечивать скорость передачи данных с НКА до 1,8 Гбит/с [2]. Первыми
абонентами системы станут радиолокационные спутники Sentinel-1 и Sentinel-2,
используемые в рамках Европейской космической программы
окружающей
среды
Copernicus.
Система
EDRS
будет
мониторинга
задействоваться
правительственными службами безопасности для передачи данных в режиме
реального времени со спутников дистанционного зондирования Земли и
беспилотных летательных аппаратов.
Анализируя развитие космических командно-ретрансляционных систем
ведущих космических агентств можно выявить следующие тенденции:
- увеличение количества обслуживаемых абонентов, к числу которых также
относятся и беспилотные летательные аппараты, орбитальные самолеты, ракетыносители, высотные воздушные зонды и пр.;
- наращивание численности орбитальной группировки КАР для обеспечения
глобального охвата зоны обслуживания;
- возрастание объемов и скорости передачи информации в радиолиниях за
счет использования Ka-диапазона частот;
3
- использование
расширения
технологий
диапазона
рабочих
оптической
частот
и
межспутниковой
уменьшения
связи
для
массо-габаритных
показателей бортовой аппаратуры связи;
- модернизация и усовершенствование оборудования наземных станций для
продления срока их службы и соответствия современным требованиям.
Литература
1. Tracking and Data Relay Satellite: Continuing the Critical Lifeline of
Communications
[Электронный
ресурс].
URL:
http://tdrs.gsfc.nasa.gov/assets/
images/Publications/TDRS%20FS%20full.large.pdf {Дата обращения: 01.07.2015};
2. European data relay system: the spacedatahighway [Электронный ресурс].
URL:
http://esamultimedia.esa.int/docs/telecom/EDRS_factsheet_EN.pdf
обращения: 01.07.2015}.
{Дата