CC BY
235
УДК 629.783
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НИЗКООРБИТАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ
О. А. Савельева, И. С. Савельев Научный руководитель - Д. Ю. Пономарев
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: lesya180197@mail.ru
Рассматриваются перспективные низкоорбитальные системы спутниковой связи, такие как OneWeb, Starlink и Гонец-Д1М.
Ключевые слова: спутниковые системы, низкоорбитальные спутниковые системы, орбитальная группировка, космический сегмент, наземный сегмент, абонентский сегмент.
PERSPECTIVE LOW EARTH ORBIT SATELLITE COMMUNICATION SYSTEMS
O. A. Saveleva, I. S. Savelev Scientific Supervisor - D. U. Ponomarev
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: lesya180197@mail.ru
This paper is considered perspective low earth orbit satellite communication systems such as OneWeb, Starlink and Gonets-D1M.
Keywords: satellite systems, low-orbit satellite communications system, constellation, space segment, ground segment, subscriber segment.
В последние годы появилось большое количество проектов низкоорбитальных или среднеор-битальных систем спутниковой связи на базе малоразмерных космических аппаратов большой пропускной способности. В 2013-2014 гг. началась реализация новых низкоорбитальных спутниковых систем. Наиболее активно в 2014-2015 гг. начали продвигаться в части привлечения инвестиций системы OneWeb и SpaceX.
OneWeb - система спутниковой связи, обеспечивающая доступ к высокоскоростному интернету по всему миру, за счет полного охвата поверхности земли. OneWeb предоставляет решения для подключения удаленных организаций и структур, такие как морские и авиационные, государственные организации, а также предоставление услуг сотовой связи и подключение транспортных средств.
Многофункциональная система персональной спутниковой связи (МСПСС) с орбитальной группировкой (ОГ) спутников OneWeb представляет собой систему, состоящую из космического сегмента, наземного и абонентского. На начальном этапе наземная инфраструктура OneWeb будет включать до 50-70 станций сопряжения по всему миру, а в перспективе они должны быть размещены на расстоянии около 2,5 тыс. км друг от друга на всех обслуживаемых территориях. Пользовательские терминалы OneWeb являются энергоэффективными, недорогими, простыми в установке, а также они могут работать на солнечной энергии. Пользовательские терминалы OneWeb могут быть легко установлены на любое сооружение.
После запуска всей сети система сможет обеспечивать высокоскоростную передачу данных по всему миру, используя технологии Wi-Fi, LTE (4G), 3G и 2G, а также 5G.
Для запуска спутников OneWeb предполагает задействовать российские ракеты «Союз». На данный момент российская ракета-носитель «Союз-СТ-Б» успешно стартовала 28 февраля и вывела на запланированные орбиты шесть космических аппаратов OneWeb [1].
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2019. Том 1
Starlink - это сеть околоземных спутников, который разрабатывает компания Илона Маска SpaceX. Работа над Starlink началась в 2015 году. Это амбициозный проект по созданию орбитальной группировки спутников, которые обеспечат почти всю поверхность Земли недорогим широкополосным доступом в Интернет. Американская компания SpaceX спрогнозировали, что через их глобальную спутниковую сеть будет проходить 50 % всего мирового трафика.
Изначально компания планировала запустить на орбиту 4425 спутников, но затем приняла решение довести их количество до 12 000, включая резервные КА. На первом этапе SpaceX планирует к 2024 году запустить на низкую орбиту высотой 1150-1325 км запустить 4 тысячи спутников. Тем самым они смогут обеспечить интернетом не только США и ближайшие к ней страны, но и другие уголки планеты. [2]
Да данном этапе запущено два тестовых спутника, пока сроки начала запуска космических аппаратов (КА) системы Starlink не уточнены. Компания SpaceX держат в строжайшем секрете всю информацию о своих КА, и до сих пор не известно о каких-либо технических характеристиках спутников проекта Starlink. Если проект увенчается успехом, то уже к 2025 году он обеспечит доступ к Интернету 40 миллионам пользователей, что сулит компании прибыль на уровне $30 млрд. в год и престижный статус провайдера для труднодоступных регионов.
МСПСС «Гонец-Д1М» задумывалась как средство обеспечения подвижных и стационарных абонентов связью в глобальном масштабе с использованием малогабаритных пользовательских терминалов. МСПСС «Гонец-Д1М» состоит из: космического комплекса, в том числе 12 КА «Гонец-М» на целевой орбите, связного комплекса, центра управления системой и наземных абонентских терминалов. Система «Гонец-Д1 М» рассчитана на обслуживание до 1 млн абонентов, в число которых входят индивидуальные пользователи и пользователи, объединенные в ведомственные (корпоративные) подсистемы. Основными потребителями услуг МСПСС «Гонец-Д1 М» являются государственные структуры, коммерческие организации, отраслевые предприятия. В декабре 2015 года Государственной комиссией система спутниковой связи «Гонец-Д1М» принята в эксплуатацию.
На сегодняшний день заключен контракт между Госкорпорацией «Роскосмос» и АО «ИСС» на создание КА «Гонец-М1» для замены ОГ в составе КА «Гонец-М». Космические аппараты нового поколения «Гонец-М1» предназначены для обеспечения помехозащищенной спутниковой связи с возможностью выхода в сети общего пользования и Интернет в режиме, максимально близком к реальному времени. Кроме того, в задачи этих спутников входит радиотелефонная связь между подвижными и стационарными пользователями в зоне радиовидимости космических аппаратов, сбор и передача данных о состоянии подвижных объектов и местоположении абонентов. Космические аппараты «Гонец-М1» позволят существенно повысить количество абонентов, обслуживаемых многофункциональной системой персональной спутниковой связи «Гонец-Д1 М». Космические аппараты серии «Гонец-М1» существенно отличаются от спутников предыдущего поколения «Гонец Д1» и «Гонец М». Они создаются на базе негерметичной платформы, срок их активного существования повысится до 10 лет [3].
В таблице приведены основные параметры МСПСС, рассмотренных выше систем.
Параметры МСПСС
МСПСС Масса КА, кг Высота орбиты, км Кол-во КА в ОГ Зона обслуживания, км Частотный диапазон, МГц Ракета-носитель САС, лет
OneWeb -150 1200 648 с увеличением до 720 1080х1080 10,7-12,7 14,0-14,5 12,75-13,25 «Союз» 7+
SpaceX 386 11501325 335-346 4425 (1 этап) 7518 (2 этап) 10,7-18 26,5-40 (ГГц) Falcon 9 и Falcon Heavy 5-7
Гонец-Д1М 280±20 1500 12 5000 259-265 312-315 259-265 387-390 «Рокот» 5
Первые спутниковые системы были введены в эксплуатацию еще в 90-х годах. На данный момент требования к качеству связи сильно возросли, следовательно, возросли требования и к техническим характеристикам спутниковых систем и КА. На сегодняшний день разрабатывается большое количество новых проектов низкоорбитальных спутниковых систем, которые должны обеспечить качественную связь и высокоскоростной доступ в интернет по всей Земле. Такие спутниковые системы смогут составить серьезную конкуренцию наземным сетям связи.
Библиографические ссылки
1. OneWeb technology. [Электронный ресурс]. URL: https://www.oneweb.world/technology (дата обращения 29.03.2019).
2. About SpaceX. [Электронный ресурс]. URL: https://www.spacex.com/about (дата обращения: 02.04.2019).
3. Подвижная спутниковая связь МСПСС «Гонец-Д1М». [Электронный ресурс]. URL: http://www.gonets.ru/rus/uslugi/sistema-gonets/ (дата обращения: 05.04.2019).
© Савельева О. А., Савельев И. С., 2019
