За прошедший ноябрь в секторе зарубежных спутниковых технологий произошло много примечательных событий, главные из которых получили отражение в нашем обзоре, но в заголовок мы решили вынести самый яркий китайский проект Apocalypse IoT.
В самом деле, на конференции SATCOMRUS-2020 одной из ключевых тем, вызвавших большое оживление в середе экспертов, стали российские и зарубежные проекты новых спутниковых группировок, предназначенных для развертывания сетей Интернета вещей (IoT). Тематика обсуждений IoT оказалась настолько продуктивной, что ГП КС решила посвятить ей отдельное онлайновое мероприятие, которое пошло с большим успехом. Как видим, специалисты в области спутниковых технологий определились с самой модной на сегодня темой, а нам остается лишь следовать этому тренду, не забывая и о таких вещах, как спутниковая навигация, дистанционное зондирование Земли и, конечно же, кубсаты (куда уж мы сегодня без них денемся).
Проводник Сакагавея
5 ноября со стартовой площадки SLC-40 космодрома базы ВВС США на мысе Канаверал был произведен успешный запуск ракеты-носителя Falcon 9 Block 5, которая вывела на орбиту навигационный спутник GPS-III-SV04.
У американцев уже сложилась своеобразная традиция присваивать своим навигационным спутникам группировки GPS имена – спутник GPS-III-SV04 получил имя Сакагавея. Так звали молодую женщину из индейского племени северных шошонов, проживавшего на территории, где сейчас находится штат Айдахо. Сакагавея помогла экспедиции Льюиса и Кларка в 1804-1806 годах исследовать обширные земли на американском Западе, которые тогда были только что приобретены США. Сакагавея, которая говорила на нескольких индейских диалектах, была проводником и переводчицей. Когда экспедиция столкнулась с отрядом лемхи, она договорилась с ними, и они предоставили лошадей, провиант и кров, что позволило экспедиции Льюиса и Кларка достичь Тихого океана.
Но, разумеется, нас этот спутник GPS-III-SV04 привлекает не своим именем, а тем, что он является представителем третьего поколения системы GPS. Если быть совсем точным, то речь идет о спутниках первой серии Block IIIA: 23 декабря 2018 был запущен первый КА этой серии – Vespucci; 22 августа 2019 на орбиту отправился Magellan; 30 июня 2020 года был запущен Matthew Henson. Сакагавея – четвертый спутник серии Block IIIA. Всего же планируется запустить 8 таких аппаратов. С 2025 года американцы планирую перейти на продвинутые спутники третьего поколения серии Block IIIF – на орбиту запустят 22 таких космических аппарата.
Общим недостатком использования любой радионавигационной системы является то, что при определенных условиях сигнал может не доходить до приемника, или приходить со значительными искажениями или задержками. Нормальному приему сигналов GPS могут повредить помехи от многих наземных радиоисточников, а также (в редких случаях) от магнитных бурь либо преднамеренно создаваемые «глушилками» (данный способ борьбы со спутниковыми автосигнализациями часто используется автоугонщиками). Постановка помех приемникам GPS-сигналов эффективно использовалась для борьбы со средствами наведения крылатых ракет во время операций США и Великобритании в Ираке, а также в ходе операции «Решительная сила» в Сербии. Это приводило к самоликвидации крылатых ракет, а также к нештатному их полету по несанкционированной траектории.
Спутники GPS Block III больше размером, чем предыдущие, они обеспечивают большую мощность, которая, в свою очередь, создает сигнал, который легче принять и труднее заглушить. Спутники Block IIIA совместимы с конкурирующей европейской системой Galileo. В эти аппараты добавлен гражданский сигнал L1C, а также усиленный военный сигнал GPS (M-code), который обеспечивает четырехкратное улучшение точности и на порядок улучшенную способность противостоять современным системам глушения.
Аргентинская десятка
6 ноября со стартовой площадки LC-16 космодрома «Тайюань» был произведен успешный запуск ракеты-носителя «Чанчжэн-6», которая вывела на орбиту три китайских спутника и 10 аргентинских кубсатов группировки ÑuSat.
Этот старт интересен для нас именно аргентинской начинкой. ÑuSat (испанское ÑuSat иногда переводится на английский как NewSat – «новый спутник») – это аргентинские коммерческие спутники дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), которые образуют группировку Aleph-1. Все эти аппараты разработаны, построены и эксплуатируются компанией Satellogic.
Спутник серии ÑuSat представляет собой кубсат размером 51 см × 57 см × 82 см и массой 38,5 кг. Все аппараты оснащены системой съемки в видимом и инфракрасном диапазонах. Группировка Aleph-1 позволяет получать коммерчески доступные изображения Земли и видео в реальном времени с разрешением на местности 1 м. Кроме того, на спутнике ÑuSat есть линейный U/V-транспондер LUSEX, разработанный компанией AMSAT Argentina (AMSAT-LU) для предоставления услуг сообществу радиолюбителей.
Отметим также, что в начинке этих спутников имеется память MeMOSat, разработанная группой LabOSat. Она была спроектирована Национальной комиссией по атомной энергии CNEA (Comisión Nacional de Energía Atómica), учеными из Национального института промышленных технологий (Instituto Nacional de Tecnología Industrial), Национального университета Сан-Мартин (Universidad Nacional de San Martín) и Национального совета по научно-техническим исследованиям CONICET. Эта память была специально разработана для работы в неблагоприятных условиях в космосе. Память MeMOSat состоит из двух металлических пленок с оксидом толщиной около 20 нм, обладающих свойствами электрического сопротивления, которые могут отправлять информацию со спутников, позволяя изучать их поведение в агрессивной среде.
Спутники серии ÑuSat были разработаны на основе опыта, полученного при создании прототипа BugSat 1. Что касается последнего, то BugSat 1 (Tita) был исследовательским аппаратом для демонстрации технологий, которые позднее получили свое применение на серии спутников ÑuSat. Интересно отметить, что BugSat 1 был запущен 19 июня 2014 года российской ракетой «Днепр». Это был кубсат массой 22 кг размером 275 × 500 × 500 мм. Он также обладал возможностями любительского радио.
Планируется, что группировка Aleph-1 будет состоять из более чем 300 спутников ДЗЗ. Первые два спутника были запущены в качестве дополнительных полезных нагрузок на китайской ракете CZ-4B в мае 2016 года с космодрома «Тайюань» на SSO – солнечно-синхронную орбиту на высоте 500 км с наклонением 97,5°. Третий спутник был запущен в качестве дополнительной полезной нагрузки на ракете CZ-4B в июне 2017. Четвертый и пятый спутники были запущены в качестве дополнительной полезной нагрузки на ракете CZ-2D в феврале 2018. Шестой спутник был запущен на ракете Vega в сентябре 2020 года. Спутники номер семь и восемь были запущены в качестве дополнительной полезной нагрузки на китайской ракете CZ-2D в январе 2020 года.
Старт «Чанчжэн-6», состоявшийся 6 ноября 2020 года, позволил забросить на орбиту сразу 10 кубсатов, что довело их общее количество до 18 аппаратов.
Apocalypse IoT
7 ноября 2020 с китайского космодрома «Цзюцюань» был произведен успешный запуск ракеты-носителя Ceres-1, которая вывела на SSO – солнечно-синхронную орбиту спутник-ретранслятор Apocalypse 11 star (ASES 014).
Сразу же отметим, что это был первый старт новой ракеты Ceres-1, однако в этом обзоре нас, естественно, больше интересует не сама новая ракета, а полезный груз, выведенный на низкую орбиту Земли. Заметим лишь, что созданием ракеты Ceres-1 занимается Galactic Energy – это не какой-то государственный или «квазигосударственный» гигант из военно-промышленного комплекса Китая, как вы могли бы подумать, а всего лишь скромная частная китайская ракетная фирма, которая отметила свой второй день рождения в феврале. Китай демонстрирует всему миру, что у них, как и в США, поддерживают частную инициативу в космической отрасли, делая ставку на стартапы, создаваемые своими энтузиастами – «китайскими илонами масками».
Китай создает мощную спутниковую сеть для Интернета вещей, для которой он придумал устрашающее название Apocalypse (Апокалипсис). Что тут скажешь, китайцы научились пугать европейцев, овладев искусством жесткого маркетинга на уровне «Дикого Запада».
Ну а если говорить серьезно, то проект Apocalypse реализуется крупным предприятием Beijing Guodian Hi-Tech. В настоящее время они строят и эксплуатируют первую в Китае группировку низкоорбитальных спутников Интернета вещей Apocalypse IoT. Группировка будет включать 38 спутников, из которых 8 уже находятся в эксплуатации. Эти спутники предоставляют услуги передачи данных спутникового Интернета вещей.
Первоначально предназначенная для охоты за темной материей, группировка Apocalypse IoT теперь позволит Китаю реализовать «интеграцию воздуха, космоса, земли и моря» для создания «экосистемы Интернета вещей».
Apocalypse IoT будет обеспечивать глобальное покрытие, связь в реальном времени и низкое энергопотребление. Эти возможности помогут сети доставлять данные в точки слепой зоны наземных сетей связи, решая проблему передачи данных в слепой зоне морской, воздушной и наземной сетей.
Кроме того, эта группировка может широко использоваться в областях аварийной связи и спасения, мониторинга защиты окружающей среды, мониторинга погоды, умных городов, транспортировки опасных химических веществ, отслеживания и мониторинга самолетов, мониторинга и прогнозирования землетрясений, «интеллектуального океана», сети нефте- и газопроводов, «интеллектуального сельского хозяйства», мониторинга электросетей, охраны дикой природы и т.д.
Кроме того, Apocalypse IoT также будет обслуживать авиацию, суда, лесное хозяйство, водное хозяйство, охрану окружающей среды, метеорологию, армию и другие секторы. Все данные и информация, предоставленные спутниками Apocalypse IoT, станут большим подспорьем для «глобальных коммуникаций Китая».
Кубсаты под крылом у разведки
7 ноября с первой стартовой площадки Космического центра имени Сатиша Дхавана был произведен успешный запуск индийской ракеты-носителя PSLV-DL, которая вывела на низкую орбиту разведывательный спутник EOS-01 (RISAT-2BR2).
Обычно мы проходим мимо военных запусков, поскольку полезная нагрузка таких миссий засекречена, так что и обсуждать тут особо нечего. Но с данным запуском есть небольшое дополнение – вместе со спутником-шпионом были запущены и коммерческие кубсаты.
Небольшие мини-спутники стали столь популярными, что они смогли пролезть даже на военный старт, на который раньше бы никого из бизнеса, тем более, из зарубежного не подпустили бы и на пушечный выстрел. Но времена меняются.
Итак, на низкую околоземную орбиту отправились:
4 кубсата KSM (Люксембург);
4 кубсата Lemur-2 (США);
наноспутник R2 (LacunaSat-2) (Литва).
Что касается кубсатов KSM, то их оператором является компания Kleos Space. Эти мини-спутники предназначены для отработки навигационной системы.
Американские аппараты Lemur-2 принадлежат компании Spire Global. В настоящее время компания управляет флотом из более чем 90 кубсатов – второй по величине коммерческой группировки по количеству спутников и, кстати, самой большой по количеству датчиков. Спутники дистанционного зондирования Земли Lemur-1 (запущен с помощью российской ракеты «Днепр») и Lemur-2 спроектированы и построены на собственном производстве компании Spire Global.
Наноспутник R2 (LacunaSat-2) разработан компанией NanoAvionics Corp., основанной в 2014 году как дочернее предприятие Вильнюсского университета (Литва).
Классика спутниковых коммуникаций
Глядя на все это обилие «низколетов», кубсатов и прочей космической диковинки, может создаться обманчивое впечатление, что мир спутниковой связи забыл о геостационарах. Это не так – компании продолжают выводить на ГСО тяжелые классические спутники связи, просто такие старты случаются теперь довольно редко.
Так, 12 ноября с китайского космодрома «Сичан» был произведен успешный запуск ракеты-носителя «Чанчжэн-3B», которая вывела на геосинхронную орбиту тяжелый спутник связи серии Tiantong-1.
Tiantong-1 – это спутник мобильной связи S-диапазона, разработанный Китайской академией космических технологий и эксплуатируемый оператором China SatCom. Спутник будет предоставлять услуги мобильной связи, включая передачу данных и мультимедиа, абонентам в Китае, на Ближнем Востоке, в Африке, а также в акватории Тихого и Индийского океанов.
Подсистема приложений спутниковой мобильной связи была разработана компанией Henan Communication Technology Co., Ltd. Что же касается «железной» основы, то этот аппарат был разработан на спутниковой шине DFH-4, он имеет стартовую массу около 4600 кг. Ожидаемый срок службы спутника составляет стандартные для ГСО 15 лет.
Первый спутник серии Tiantong-1 был запущен 5 августа 2016 года с помощью ракеты-носителя «Чанчжэн-3B» со стартового комплекса LC3 космодрома «Сичан». 12 ноября этого года был произведен запуск второго аппарата данной серии. Запуск третьего КА Tiantong-1 запланирован на 2021 год.
893 спутника Starlink на орбите
25 ноября 2020 года со стартового комплекса SLC-40 (Space Launch Complex 40) базы ВВС США на мысе Канаверал был произведен успешный запуск ракеты-носителя Falcon 9, которая вывела на низкую околоземную орбиту 60 спутников группировки Starlink.
Запуск 25 ноября стал пятнадцатым официальным стартом проекта Starlink, который получил порядковый номер – Starlink V1.0-L15. Теперь на орбите уже 893 спутника.
Первоначальный проект системы SpaceX предусматривал запуск 4000 спутников и был представлен общественности Илоном Маском еще в январе 2015 года во время открытия исследовательского и производственного центра компании в Редмонде, штат Вашингтон. 29 марта 2018 года Федеральная комиссия по связи одобрила заявку SpaceX на создание, развертывание и эксплуатацию группировки из 4425 спутников связи на низкой орбите для предоставления широкополосного доступа в интернет потребителям в США и во всем мире. Согласно правилам комиссии, вся группировка должна быть запущена за 9 лет, и по меньшей мере 50% спутников должны быть запущены и начата их эксплуатация в течение 6 лет с момента одобрения заявки.
Подробнее о проекте Starlink см. заметку в январском обзоре за этот год.
Использованные источники
Веб-портал NASASpaceflight.com
https://www.nasaspaceflight.com/
Спутниковый оператор Satellogic S.A.
Galactic Energy
http://www.galactic-energy.cn/index.php/En
Indian Space Research Organisation (ISRO)
http://www.isro.gov.in/
China Academy of Space Technology (CAST)
https://www.cast.cn/english
SpaceX (Space Exploration Technologies Corporation)
http://www.spacex.com/
