CC BY
114Библиографические ссылки
References
1. Каргу Л. И. Системы угловой стабилизации космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1980. 172 с.
2. Раушенбах Б. В. Управление ориентацией космических аппаратов. М. : Наука, 1974. 600 с.
1. Kargu L. I. Angular stabilization system of the spacecraft. Moscow, Mashinostroenie, 1980. 172 p.
2. Raushenbah B. V. Attitude control of spacecraft. Мoscow : Nauka, 1974, 600 p.
© Латынцев С. В., Меус С. В., Овчинников А. В., Бабанов А. А., 2013
УДК 621.396.946"313"
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ КАЗАХСТАНА
В. Д. Лефтер, Б. Т. Кудабаев, Ш. Г. Свогузов, М. Ж. Анаров
АО «Республиканский центр космической связи» Республика Казахстан, 010000, г. Астана, ул. Джангельдина, 34. Е-mail: [email protected]
Описаны этапы развития спутниковой связи Казахстана, проблемы и перспективы развития. Ключевые слова: спутниковая связь.
THE HISTORY OF SATELLITE COMMUNICATIONS IN KAZAKHSTAN
V. D. Lefter, B. T. Kudabaev, S. G. Svoguzov, M. Zh. Anarov
JSC "Republican center of space communication" 34, Dzhangeldin str., Astana, 010000, Republic of Kazakhstan. E-mail: [email protected]
The stages of development of Kazakhstan's satellite communications, problems and prospects for the development are described.
Keywords: satellite communications.
Спутниковая связь - очень молодая и динамично развивающаяся отрасль, на сегодняшний день ей даже нет 100 лет, всего-то 56 лет.
Как известно, впервые идею спутниковой связи представил в 1945 году англичанин Артур Кларк. В радиотехническом журнале он опубликовал статью о перспективах ракет, подобных «Фау-2», для запуска спутников Земли в научных и практических целях. Знаменателен последний абзац этой статьи: «Искусственный спутник на определенном расстоянии от Земли будет совершать один оборот за 24 ч. Он будет оставаться неподвижным над определенным местом и в пределах оптической видимости почти с половины земной поверхности. Три ретранслятора, размещенные на правильно выбранной орбите с угловым разнесением на 120°, смогут покрыть телевидением и УКВ радиовещанием всю планету».
А уже 13 мая 1946 г. подписано постановление о создании в СССР ракетной отрасли науки и промышленности. В его развитие в августе 1946 г. Сергея Королева (академика с 1958 г.) назначили главным конструктором баллистических ракет дальнего действия.
В январе 1956 г. было подготовлено и 30 января подписано постановление Правительства о создании неориентированного ИСЗ под секретным шифром «Объект Д» массой 1 000-1 400 кг с аппаратурой для научных исследований массой 200-300 кг.
Ранее, 12 февраля 1955 г., на территории Казахской ССР в районе станции Тюратам, силами армии под командованием генерала Шубникова началось строительство научно-исследовательского и испытательного полигона № 5, с 1961 г. это место станет известным как космодром Байконур.
4 октября 1957 г. в 22 ч 28 мин 3 с по московскому времени был осуществлен старт. Через 295,4 с спутник и центральный блок ракеты-носителя вышли на орбиту. Впервые была достигнута первая космическая скорость, рассчитанная основателем классической физики и закона всемирного тяготения англичанином Исааком Ньютоном (1643-1727). Она составляла для первого ИСЗ 7 780 м/с. Наклонение орбиты спутника равнялось 65,1°, высота перигея 228 км, высота апогея - 947 км, период обращения 96,17 минут, когда на полигоне приняли ставшие тут же известными всему человечеству сигналы «БИП-БИП-БИП». Так началось существование спутниковой связи. Первый спутник существовал 92 дня (до 4 января 1958 г.). За это время он совершил 1 440 оборотов, центральный блок работал 60 дней, он наблюдался простым глазом как звезда 1-й величины.
Первый активный радиоретранслятор «Score» был запущен в США 18 декабря 1958 года на наклонную эллиптическую орбиту с высотой апогея 1 481 км, перигея 177 км. Аппаратура спутника состояла из
Системы управления, космическая навигация и связь
двух приемопередатчиков, работавших на частотах 132,435 и 132,095 МГц. Работа производилась в режиме замедленной ретрансляции. Запоминание сигнала, посланного наземной передающей станцией, производилось путем записи на магнитную ленту. В качестве источников питания применялись серебряно-цинковые аккумуляторы емкостью 45 ампер-час при напряжении 18 вольт. Продолжительность связи составляла приблизительно 4 мин за 1 оборот спутника. Производилась ретрансляция 1 телефонного или 7 телетайпных каналов. Срок службы спутника равнялся всего 34 дням. Спутник сгорел при входе в атмосферу 21 января 1959 года.
На сегодняшний день спутниковая связь - это не только спутник связи, а довольно большой и сложный комплекс составляющих, первая из которых - это наземный сегмент, т. е. это земные станции у потребителей и операторов спутниковой связи.
В Республике Казахстан сложилось так, что сначала развивался наземный сегмент космической связи. В силу своих географических особенностей, таких как огромная территория, низкая плотность населения, и были созданы идеальные условия для использования спутниковой связи.
Так, в 1996 году Казахстаном подписано соглашение с международным консорциумом «ИНТЕЛСАТ»
06 аренде ресурса спутника «Интелсат-703». К концу года спутник был выведен в точку стояния 57 градусов в. д. с лучом Ku-диапазона, оптимально охватывающим территорию Казахстана.
И на сегодня в Казахстане существует порядка
7 ведущих операторов, предоставляющих услуги с использованием спутниковой связи, такие как АО «Казахтелеком», АО «ASTEL», АО «Казтелера-дио», АО «Нурсат», ТОО «2Day'Telecom», АО «Kaztranscom», АО «KazSatNet». Они арендуют ресурс у таких компаний как «ИНТЕЛСАТ», NSS, ФГУП «Космическая связь», а также у отечественного спутникового оператора АО «Республиканский центр космической связи».
Вторая важная составляющая - это орбитальный частотный ресурс. Дефицит орбитально-частотного ресурса для систем спутниковой связи и вещания на геостационарной орбите уже давно стал одной из основных проблем радиосвязи, обусловленной естественной ограниченностью угловых размеров уникальной геостационарной орбиты (360°) и ограниченностью выделенных для спутниковой связи полос частот в удобных для практической реализации диапазонах.
Проблема дефицита орбитально-частотного ресурса сегодня все чаще затрагивает и действующие геостационарные сети. В сложной помеховой обстановке, сложившейся из-за перегрузки геостационарной орбиты спутниками фиксированной спутниковой связи, участились случаи возникновения взаимных помех между сетями различных администраций, что стало препятствовать нормальной эксплуатации части орби-тально-частотного ресурса на действующих спутниках.
В результате получение частотного ресурса для создания и развития сетей связи и вещания представ-
ляет серьезную проблему. А в ряде случаев является главным препятствием для развития многих проектов в области связи и вещания.
Казахстан не стал исключением и также столкнулся с этой проблемой. После получения независимости у Республики не было собственного орбитально-частотного ресурса. Так, например, по межправительственному договору КА «Ка7-8а1-1» был размещен в позиции 103° в. д., принадлежащей Российской Федерации. В настоящее время ведется работа по защите и координации заявленного орбитально-частотного ресурса для казахстанских спутников связи, это серьезный, трудоемкий и очень важный процесс.
Третья и четвертая составляющие - это спутник связи и наземный комплекс управления космическими аппаратами.
Ведь важно создать не только надежный спутник, но и создать и поддерживать надежную наземную инфраструктуру управления космическим аппаратом.
30 декабря 2003 года Постановлением Правительства Республики Казахстан № 1355В «Некоторые вопросы создания и запуска национального геостационарного спутника связи и вещания» создали акционерное общество «Республиканский центр космической связи и электромагнитной совместимости радио -электронных средств» со стопроцентным участием государства в уставном капитале, основными видами деятельности которого в том числе были обозначены эксплуатация национальных космических аппаратов связи и вещания и наземного комплекса управления их полетом, а также предоставление транспондеров национальных космических аппаратов связи и вещания.
В январе 2004 г. был заключен контракт на создание и запуск космического аппарата «КазСат-1», и в 2006 г. 18 июня был осуществлен успешный запуск.
В 2005 г. велось создание наземного комплекса управления в г. Акколь.
17 октября 2006 г. после завершения испытаний первый казахстанский геостационарный спутник связи и вещания «Ка78а1», а также наземный комплекс управления и системы мониторинга связи в г. Акколь были приняты заказчиком.
Коммерческая эксплуатация спутника была начата в ноябре 2006 г. на спутник были переведены сети телевещания и интернет-коммуникации. К концу 2007 г. загрузка спутника составила 70 % от емкости аппарата.
К сожалению, спутник «Ка78а1» вследствие произошедшей нештатной ситуации в системе управления, с 8 июня 2008 г. находился в режиме неориентированного полета. Отклоняясь от точки стояния, космический аппарат представлял собой угрозу для свободной работы других спутников, принадлежащих иностранным государствам и размещенным на геостационарной орбите. Возможное столкновение космических аппаратов на орбите могло привести к непоправимым последствиям и возникновению у Республики Казахстан обязательств по возмещению нанесенного при этом материального ущерба. В соответствии с Решением Правительства Республики Казахстан в период с 6 августа 2009 г. по 13 августа
2009 г. были проведены мероприятия по уводу аварийного космического аппарата «Ка7§а!» на орбиту захоронения. 14 августа 2009 г. спутник «Ка7§а!» переведен на орбиту захоронения, все работы по управлению полетом космического аппарата завершены.
Уже в 2006 году с ГКНПЦ им. Хруничева был подписан контракт по созданию и запуску второго национального спутника связи «Ка78а1-2». В связи с тем, что первоначально спутник был прототипом «Ка7§а1-1», «Ка78а1-2» подвергся существенной доработке, например, все измерительные приборы системы стабилизации и ориентации были заменены на зарубежные аналоги производства БЛБ8 АБЙит и Sodern и др.
А 16 июля 2011 года аппарат был успешно запущен на геостационарную орбиту. На сегодняшний день все системы аппарата работают в штатном режиме, и загрузка спутника составляет 66 % от запланированной мощности.
20 июня 2011 года был заключен контракт на создание и запуск КА «KazSat-3» с ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева». В настоящее время ведутся работы по созданию спутника. Запуск запланирован на первый квартал 2014 г.
На наземном комплексе управления в 2011 г. закончилась модернизация наземного сегмента под проект «KazSat-2». И в 2013 г. заканчивается модернизация наземного комплекса под проект «КазСат-3».
Также в 2013 г. под Алматы создан резервный наземный комплекс управления, который сможет полностью резервировать наземный комплекс, находящийся в Акколе.
Пятая, самая важная составляющая, без которой будущее космической связи в Казахстане невозможно, - это кадры.
Необходимо отметить, что, несмотря на серийность запускаемых космических аппаратов, каждый аппарат - это уникальное изделие и требует особого подхода в процессе управления и эксплуатации. Уникальность в свою очередь накладывает определенные трудности в наличии специалистов, способных обучать подрастающее поколение.
На наземном комплексе управления космическими аппаратами в городе Акколь работают специалисты, прошедшие теоретическое и практическое обучение в рамках договора с ГКНПЦ имени М. В. Хруничева по программе обучения персонала космической системы «KazSat» на ведущих предприятиях космической отрасли Российской Федерации, большинство из кото-
рых закончили ведущие российские вузы, такие как Военная инженерно-космическая академия им. А. Ф. Можайского, МГУ имени М. В. Ломоносова, Московский авиационный институт и его Байконурский филиал «Восход», Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники; Сибирский государственный университет телекоммуникации и информации, Ленинградский военно-механический институт и другие.
В настоящее время специалисты НКУ КА «Ак-коль» периодически проходят переподготовку и повышение квалификации на ведущих космических предприятиях России. За кратчайшие сроки казахстанские специалисты научились самостоятельно управлять НКУ за КА и т. д., также дана хорошая оценка их работе зарубежными странами.
Осенью 2005 года началась подготовка специалистов для наземного комплекса управления полетами (далее - НКУ).
Обучение проводилось под эгидой Научно-исследовательского института космических систем им М. А. Максимова, непосредственно на производственных мощностях ФГУП «Космическая связь», в Центрах космической связи «Шаболовка», «Скол-ково» и «Дубна».
В 2011 году Научно-исследовательсий институт космических систем им. М. А. Максимова провел курс практического и теоритического обучения по проекту «KazSat-2» уже на производственных мощностях наземного комплекса в г. Акколь и сектора управления Главного конструктора малых космических аппаратов ФГУН ГКНЦ им. Хруничева.
9 сентября 2013 года началось обучение по проекту «KazSat-3», проводимые ОАО «Информационные спутниковые системы».
С 2005г. на базе НКУ, созданного в г. Акколь, ведется подготовка специалистов, где на протяжении 7 лет проходят производственную практику студенты казахстанских вузов.
На сегодняшний день Казахстану очень важно понимать, что люди - это главный двигатель прогресса нашей страны, что потенциал страны зависит от квалифицированных и образованных инженеров, физиков, математиков, педагогов, что, даже несмотря на наличие высокотехнологического оборудования, без обученного грамотного персонала никакая система не жизнеспособна.
© Лефтер В. Д., Кудабаев Б. Т., Свогузов Ш. Г., Анаров М. Ж., 2013
