В декабре 2021 года компания SpaceX совершила 5 успешных стартов ракеты-носителя Falcon 9 Block 5, с помощью которой на орбиту Земли было выведено в общей сложности 111 космических аппаратов.
Вторая посылка на орбиту 540 км
02 декабря со стартового комплекса SLC-40 (Space Launch Complex 40) базы Космических сил США на мысе Канаверал был произведен успешный запуск ракеты-носителя Falcon 9 Block 5 компании SpaceX, с помощью которой на низкую околоземную орбиту были выведены 48 спутников связи группировки Starlink и пара спутников геопространственной разведки BlackSky 12 и 13 в рамках миссии SXRS-2. Это второй старт спутников, которые должны сформировать 4-ю группу на высоте 540 км и с наклонением орбиты 53.2°.
Проект системы спутниковой связи из 4000 спутников был представлен общественности Илоном Маском в январе 2015 года. В ноябре 2016 года компания SpaceX подала заявку в Федеральную комиссию по связи на размещение 4425 спутников на орбитах высотой от 1150 до 1325 км. В марте 2017 г. была подана заявка на дополнительные 7518 спутников, использующих частоты в V-диапазоне, для размещения на очень низких околоземных орбитах высотой между 335 и 345 км.
29 марта 2018 года Федеральная комиссия по связи одобрила заявку SpaceX на создание, развертывание и эксплуатацию группировки из 4425 спутников связи. Согласно правилам комиссии, вся группировка должна быть запущена за 9 лет, а 50% спутников должны быть запущены и начать эксплуатацию в течение 6 лет с момента одобрения заявки. 15 ноября 2018 года была утверждена заявка на запуск 7518 спутников V-диапазона на орбиты высотой 335-345 км.
В апреле 2019 года Федеральная комиссия по связи утвердила запрос SpaceX на снижение высоты орбиты для 1584 спутников с 1150 до 550 км. Спутники должны быть размещены в 24 орбитальных плоскостях с наклонением орбиты 53°. Согласно заявлению компании, такое снижение высоты орбиты позволит ускорить процесс выведения, понизить задержку сигнала до 15 мс, а также снизить вероятность появления космического мусора. Общее количество спутников, работающих в Ka- и Ku-диапазонах, снизилось до 4409.
В сентябре 2019 года SpaceX подала заявку на увеличение количества орбитальных плоскостей с 24 до 72 для спутников Starlink на высоте 550 км. Это позволило уменьшить количество необходимых запусков и начать предоставление услуг на территории южных штатов США еще до сезона ураганов 2020 года. Эта заявка была утверждена комиссией в декабре 2019 года. В октябре 2019 года компания подала в Федеральную комиссию по связи 20 заявок на размещение суммарно 30 000 дополнительных спутников Starlink для работы на орбитах высотой от 238 до 580 км.
Оператором спутников BlackSky является Spaceflight Industries, Inc. – это американская частная аэрокосмическая компания, базирующаяся в Херндоне, штат Вирджиния, которая специализируется на службах геопространственной разведки. Spaceflight Industries имеет два основных бизнес-сервиса: BlackSky Global – служба геопространственной разведки, и LeoStella – совместное предприятие с французской компанией Thales Alenia Space по производству небольших спутников.
Российский «Союз» на службе Европы
05 декабря со стартового комплекса ELS (Ensemble de Lancement Soyouz) Гвианского космического центра был произведен успешный запуск российской ракеты-носителя «Союз-СТ-Б», с помощью которой на среднюю круговую орбиту были выведены два навигационных спутника европейской системы Galileo – FOC FM23 и FOC FM24. Эта миссия была выполнена в интересах Европейского космического агентства (ЕКА), действующего от имени Европейской комиссии.
Старт под порядковым номером VS26 стал 150-й миссией, запущенной Arianespace для европейских организаций, и 46-й миссией «Союза». Этот полет также знаменует собой 10-летие эксплуатации «Союзов» во Французской Гвиане.
Эти два новых спутника, Galileo FOC 23 и Galileo FOC 24, присоединятся к 26 спутникам, уже находящимся на орбите, обеспечивая услуги по определению местоположения.
Стоит отметить, что из 26 спутников Galileo, уже находящихся на орбите, 14 были запущены с помощью российских ракет «Союз» (производятся Ракетным центром «Прогресс» Роскосмоса) в период с 2011 по 2016 годы. Еще 12 аппаратов были запущены с помощью французской ракеты «Ариан-5» в период с 2016 по 2018 годы. С помощью ракет «Союз» и «Ариан-5» на орбиту будут выведены еще 6 дополнительных спутников серии Galileo FOC (Full Operational Capability). Полное развертывание системы Galileo первого поколения ожидается к 2025 году.
В отличие от американской системы GPS и российской ГЛОНАСС, европейская система Galileo не контролируется национальными военными ведомствами, однако в 2008 году парламент ЕС принял резолюцию «Значение космоса для безопасности Европы», согласно которой все же допускается использование спутниковых сигналов для военных операций, проводимых в рамках европейской политики безопасности. Разработку системы Galileo осуществляет Европейское космическое агентство (ЕКА). Общие затраты оцениваются в 4,9 млрд евро.
Спутники Galileo выводятся на круговые геоцентрические орбиты высотой 23 222 км (или 29 600 км от центра Земли), проходят один виток за 14 ч 4 мин 42 с и обращаются в трех плоскостях, наклоненных под углом 56° к экватору. Долгота восходящего узла каждой из трех орбит отстоит на 120° от двух других. На каждой орбите при полном развертывании системы будет находиться 8 действующих и 2 резервных спутника. Такая конфигурация спутниковой группировки обеспечит одновременную видимость из любой точки земного шара по крайней мере четырех аппаратов.
Временна́я погрешность атомных часов, установленных на спутниках, составляет одну миллиардную долю секунды, что обеспечивает точность определения места приемника около 30 см на низких широтах. За счет более высокой, чем у спутников GPS, орбиты, на широте Полярного круга будет обеспечена точность до одного метра.
Каждый аппарат Galileo весит около 675 кг, его габариты со сложенными солнечными батареями составляют 3,02×1,58×1,59 м, а с развернутыми – 2,74×14,5×1,59 м. При этом энергообеспечение равно 1420 Вт на солнце и 1355 Вт в тени. Расчетный срок службы спутника превышает 12 лет.
Лазерные коммуникационные технологии
07 декабря со стартового комплекса SLC-41 (Space Launch Complex 41) базы Космических сил США на мысе Канаверал был произведен успешный запуск ракеты-носителя «Атлас-5», с помощью которой на геосинхронную орбиту на высоту 36 100 км были выведены два экспериментальных спутника – STPSat-6 и LDPE-1. Оператором космических аппаратов являются ВВС США.
Спутник LDPE-1 (Long Duration Propulsive ESPA 1) был построен компанией Northrop Grumman на базе космических аппаратов серии ESPAStar. LDPE-1 заимствует отдельные технологии из другого спутника серии ESPAStar под названием EAGLE, который был запущен в ходе предыдущей миссии «Атлас-5» в 2018 году.
LDPE-1 несет несколько полезных нагрузок, но их детали в настоящее время остаются засекреченными. По крайней мере, еще два космических корабля LDPE запланированы к запуску в рамках миссий Космических сил США (USSF), включая запуск тяжелой ракеты-носителя Falcon Heavy (миссия USSF-67).
Что же касается спутника STPSat-6, то здесь имеется гораздо больше открытой для прессы информации. Аппарат STPSat-6 был также спроектирован и построен компанией Northrop Grumman. С помощью спутника STPSat-6 будут проведены девять экспериментов, в том числе для NASA и для NNSA (Национальное управление ядерной безопасности).
Основной эксперимент для NNSA, получивший название SABRS-3 (Space and Atmospheric Burst Reporting System 3 – Система регистрации космических и атмосферных взрывов 3), предназначен для обнаружения ядерных взрывов на Земле. SABRS дополнит полезную нагрузку Global Burst Detector на спутниках GPS, а также систему SBIRS (Space-Based Infrared System – Инфракрасная система космического базирования).
Основной эксперимент для NASA, получивший название LCRD (Laser Communications Relay Demonstration – «Демонстрация ретрансляции лазерной связи») предназначен для тестирования лазерной связи в качестве альтернативы радиосвязи космических аппаратов. Система LCRD будет осуществлять связь с наземными станциями, а также с будущими системами, такими как ILLUMA-T (будет подключена к Международной космической станции в 2022 году).
Космические лазерные коммуникационные технологии могут обеспечить от 10 до 100 раз более высокую скорость передачи данных, чем традиционные радиочастотные системы при той же массе и мощности. Эта демонстрация позволит измерить и охарактеризовать возможности системы LCRD в различных условиях, разработать ее рабочие процедуры, оценить применимость для будущих миссий, предоставить возможность для тестирования и демонстрации стандартов оптической ретрансляционной связи.
Служба геопространственной разведки
09 декабря со стартового комплекса LC-1 космодрома «Махия», расположенного на восточном побережье острова Северный в Новой Зеландии, был произведен успешный запуск легкой ракеты-носителя «Электрон», с помощью которой на низкую орбиту были выведены американские спутники геопространственной разведки BlackSky 14 (Global-16) и BlackSky 15 (Global-17).
Космодром «Махия» принадлежит и управляется частной космической компанией Rocket Lab и обеспечивает старты легкой ракеты-носителя «Электрон» для запуска на низкую околоземную орбиту наноспутников типа кубсатов. Объект был официально открыт 26 сентября 2016 года. В состав пускового комплекса LC-1 входят 50-тонная стартовая платформа и башня, ангар для ракет «Электрон», а также емкости для хранения жидкого кислорода и керосина. Ракета-носитель «Электрон» предназначена для коммерческих запусков микро- и наноспутников – она позволяет выводить полезную нагрузку массой до 150 кг на солнечно-синхронную орбиту высотой 500 км или до 250 кг на низкую околоземную орбиту. Стоимость запуска ракеты-носителя составляет от 4,9 до 6,6 млн долларов США. Ее двигатели «Резерфорд» являются первой практической реализацией для орбитального носителя так называемой «электрической накачки» (с помощью электродвигателя) топлива и окислителя. Ракета «Электрон» эксплуатируется часто вместе с разгонным блоком или кораблем «Фотон» также собственной разработки. Хотя изначально ракета была одноразовой, компания работает над созданием многоразовой модификации и уже дважды смогла приводнить первую ступень в океане.
Оператором спутников является Spaceflight Industries, Inc. – американская частная аэрокосмическая компания, базирующаяся в Херндоне, штат Вирджиния, которая специализируется на службах геопространственной разведки. Spaceflight Industries имеет два основных бизнес-сервиса: BlackSky Global – служба геопространственной разведки, и LeoStella – это совместное предприятие с французской компанией Thales Alenia Space по производству небольших спутников.
BlackSky – служба геопространственной разведки Spaceflight Industries, которая предлагает изображения поверхности Земли по запросу. Первый спутник BlackSky Pathfinder-1 был запущен 26 сентября 2016 года, а первые фотографии с него были опубликованы 14 ноября 2016 года. В конце 2018 года BlackSky запустила на борту миссии SSO-A два спутника нового поколения BlackSky Global-1 и BlackSky Global-2. Компания стремится создать группировку из 60 спутников, которая обеспечивала бы разрешение в 1 метр и быструю частоту повторных посещений. Спутниковая группировка в настоящее время строится LeoStella LLC – совместным предприятием Spaceflight Industries и Thales Alenia Space. Спутники BlackSky Global-3 и BlackSky Global-4 были запущены с помощью ракеты «Электрон» в августе 2019 года, а BlackSky Global-7 и BlackSky Global-8 – в августе 2020 года в рамках миссии SXRS-1.
В январе 2020 года BlackSky получила контракт от армии США на создание прототипов спутников с разрешением изображения 50 сантиметров. В сентябре 2020 года команда BlackSky представила третье поколение спутников (запуск запланирован на 2022 год), которые смогут обеспечивать для армии США изображения требуемого разрешения.
Одиннадцатый старт первой ступени
18 декабря 2021 года со стартового комплекса SLC-4E космодрома Ванденберг на военно-воздушной базе США в Калифорнии произошел успешный запуск ракеты-носителя Falcon 9 Block 5, с помощью которой на низкую околоземную орбиту были выведены 52 спутника связи группировки Starlink.
Это уже третий старт спутников, которые должны сформировать 4-ю группу на высоте 540 км и с наклонением орбиты 53.2°. Порядковый номер миссии обозначен как Starlink Group 4-4, где первая цифра «4» указывает на номер орбитальной подгруппы, а вторая – на номер старта. Несостыковка в нумерации вызвана тем обстоятельством, что старт под номером Starlink Group 4-2 был перенесен, поэтому миссия Starlink Group 4-4 стала на самом деле третьей, несмотря на цифру «4».
Теперь в 4-й орбитальной подгруппе насчитывается уже 152 спутника. Данная подгруппа полностью сформирована из спутников серии Starlink v1.5, которые, в отличие от v1.0 из 1-й подгруппы, располагают межспутниковой лазерной связью, которая позволяет им напрямую передавать данные друг другу и устраняет необходимость в наземных ретрансляционных станциях.
Эти обновления увеличили массу каждого спутника серии Starlink v1.5, что является одной из причин, почему теперь с помощью Falcon 9 Block 5 запускается только по 52 спутника, вместо 60, как это делалось в большинстве миссий Starlink v1.0. К тому же, маневр, выполняемый на втором этапе для выхода на целевую орбиту, еще больше снижает производительность Falcon 9 и, следовательно, количество спутников, которые могут быть выведены на орбиту с космодрома Ванденберг.
Для гражданского и военного назначения
19 декабря со стартового комплекса SLC-40 (Space Launch Complex 40) базы Космических сил США на мысе Канаверал был произведен успешный запуск ракеты-носителя Falcon 9 Block 5 компании SpaceX, с помощью которой на геосинхронную орбиту был выведен турецкий спутник связи Türksat 5B.
Это был уже 4-й запуск ракеты-носителя Falcon 9 Block 5 компании SpaceX за декабрь. Таким образом, Илон Маск вышел на запланированный уровень – один старт в неделю.
Спутник Türksat 5B принадлежит Türksat Satellite Communications and Cable TV Operations Company – компании по спутниковой связи и кабельному телевидению, которая является единственным оператором спутниковой связи в Турции.
Космический аппарат построен компанией Airbus Defense and Space на базе Eurostar-3000EOR. Türksat 5B располагает парой развертываемых солнечных батарей и имеет стартовую массу примерно 4500 кг. Спутник предназначен для работы в орбитальной позиции 42° в.д. в течение 15 лет. Türksat 5B оснащен транспондерами диапазонов Ku, Ka и X, аппарат будет использоваться как гражданскими службами, так и военными.
Inmarsat выходит на новый уровень
22 декабря 2021 года со стартового комплекса Ёсинобу Космического центра Танегасима был произведен успешный запуск японской ракеты-носителя среднего класса H-IIA, с помощью которой на геосинхронную орбиту был выведен спутник связи Inmarsat-6 F1.
I-6 F1 – это первый из двух спутников новой серии Inmarsat 6, которые компания Inmarsat заказала у европейского концерна Airbus в 2015 году. I-6 F1 создан на платформе Eurostar-3000-EOR. Это была первая спутниковая платформа для геостационарных аппаратов с полностью электрической силовой установкой от компании Airbus, что позволило убрать стандартный силовой модуль и снизить общую массу спутника.
Уменьшенная масса спутника, в свою очередь, позволила Inmarsat оснастить его двойной полезной нагрузкой и цифровым процессором нового поколения. Inmarsat-6 F1 – первый спутник Inmarsat, который поддерживает двойную полезную нагрузку: транспондеры диапазонов L и Ka для сетей ELERA и GX.
Для работы транспондера L-диапазона на I-6 F1 будет использоваться девятиметровая антенна. Новые возможности, добавленные в I-6 F1, расширят услуги сети ELERA для поддержки Промышленного Интернета вещей (IIoT), служб безопасности на море и авиации, они также обеспечат поддержку автономных транспортных средств.
Транспондеры Ka-диапазона на I-6 F1 собраны в пакет GX6A, состоящий из девяти многолучевых антенн, используемых для обеспечения дополнительных мощностей в ключевых областях спроса. Новые возможности будут использоваться, чтобы помочь расширить сеть Inmarsat GX во всем мире. I-6 F1 обеспечит покрытие над Индийским океаном при поддержке наземных станций в Австралии.
В рамках плана по запуску семи спутников 6-й серии к 2024 году космический аппарат F1 также будет использоваться как часть новой универсальной сети Inmarsat ORCHESTRA. Эта система будет использовать спутники с геостационарной орбиты, а также с низких и высокоэллиптических орбит. Сеть Inmarsat ORCHESTRA будет совместима с сетями 5G, чтобы обеспечить единую непрерывную глобальную сеть мобильной связи.
На спутнике используются большие двойные солнечные батареи, которые в развернутом состоянии будут иметь размах в 47 метров, что почти равно размаху крыльев самолета Boeing 767. Эти солнечные батареи смогут обеспечивать мощность 21 кВт.
Используя электрическую силовую установку, I-6 F1 проработает на геостационарной орбите не менее 15 лет. Полностью заправленный спутник имеет массу около 5470 кг.
Почти четыре сотни
27 декабря 2021 года стартовыми расчетами дочерних организаций Госкорпорации «Роскосмос» на космодроме «Байконур» был выполнен запуск ракеты-носителя «Союз-2.1б» с разгонным блоком «Фрегат» и 36 космическими аппаратами OneWeb на борту.
Это был пятый запуск спутников OneWeb с космодрома «Байконур». Теперь на орбите Земли находятся уже 394 спутника группировки OneWeb. Данные спутники вращаются вокруг нашей планеты значительно ниже своих «старших собратьев» – геостационарных аппаратов. Предполагается, что 588 активных аппаратов группировки OneWeb будут обеспечивать глобальное предоставление услуг связи, а 60 спутников будут находиться на орбитах в качестве резервных.
В марте 2021 года компания OneWeb заявила, что ориентируется в первую очередь на предоставление связи для частного бизнеса, государственных организаций, включая оборонный комплекс, компании-провайдеры связи и товарищеские объединения пользователей, в отличие от конкурирующей сети Starlink, которая нацелена в основном на индивидуальных пользователей. Индивидуальным пользователям OneWeb, желающим подключиться к спутниковой сети, было рекомендовано обращаться через локальные компании-провайдеры связи.
В Министерстве цифрового развития, связи и массовых коммуникаций РФ заявили о необходимости выделять частоты для OneWeb не в ущерб российским операторам.
ГП КС поделил с компанией OneWeb (точнее, с оператором Eutelsat) частоты: в Арктике, на российской территории, частоты отошли к планируемой группировке «Экспресс-РВ» на высокоэллиптической орбите (ВЭО), а по остальному миру частоты ушли к OneWeb.
Использованные источники
SpaceX (Space Exploration Technologies Corporation)
http://www.spacex.com/
Spaceflight Industries
http://spaceflightindustries.com/
Европейское космическое агентство
European Space Agency (ESA)
https://www.esa.int/
Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
ULA (United Launch Alliance)
Совместное предприятие Боинг и Локхид Мартин
http://www.ulalaunch.com/
Spaceflight Industries
http://spaceflightindustries.com/
Японское агентство аэрокосмических исследований
Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
https://global.jaxa.jp/
Inmarsat
https://www.inmarsat.com/
OneWeb
http://oneweb.world/
