CC BY
96
С 30-ой годовщиной, Коспас-Сарсат!
Рогальский В.И.,
Системный инженер Коспас, Россия
Отпраздновав несколько лет назад юбилей Коспас-Сарсат, в этом году у нас не меньшая гордость: чествование первого случая спасения с участием Международной Программы Коспас-Сарсат. В 2012 г. отмечается 30-ая годовщина первого "спасения", которое осуществилось благодаря техническому сотрудничеству четырех наций, лидеров в космической области: бывшего СССР, Канады, США и Франции. 10 сентября 1982 г. самолет Се^па-172 потерпел аварию в удаленном районе в горах Британской Колумбии, в Канаде. Потерпевшие активировали аналоговый аварийный радиобуй 121,5 МГц, не сконструированный для работы через спутник, однако который может бьлъ услышан пилотами мимо пролетающих самолетов. Над местом аварии пролетал советский спутник Коспас-1, первый спутник Системы Коспас-Сарсат. Его поисково-спасательный ретранслятор был введен в эксплуатацию буквально накануне после успешного запуска спутника 30 июня 1982 г. Аварийное сообщение радиобуя было передано с Коспас-1 и принято экспериментальной канадской наземной станцией вблизи Оттавы. Место аварии было определено с точностью в 22 км (соответствовало требованиям Коспас-Сарсат для радиобуев частоты 121,5 МГц) и все потерпевшие были спасены.
Сегодня радиобуи 406 МГц, спроектированные специально для работы со спутниками, и развернутые группировки спутников Коспас-Сарсат дают возможность обнаруживать аварийные сигналы быстрее и точнее определять координаты бедствия. Новая группировка спутников системы СССПС (МЕОБАк) позволит еще более улучшить эти характеристики. Но как мы этого достигли?
В июне 1978 г. в Вашингтоне состоялась первая встреча технических специалистов из СССР, Канады, США и Франции, решивших участвовать в проекте
Коспас-Сарсат. На тот момент более 250 тыс. аналоговых аварийных передатчиков-указателей положения (АРМ = ELT), работающих на частоте
121.5 МГц, уже было установлено на самолетах в бывшем СССР, Канаде и США. Предложение использовать спутники на низкой орбите (LEO) для глобального мониторинга сигналов радиобуев
121.5 МГц (а не надеяться на шанс, что какой-то самолет может пролететь вблизи с местом катастрофы) открыло возможность значительно увеличить вероятность обнаружения аварийного сигнала и определения местоположения радиобуя. Канада, США и Франция объединили свои усилия в рамках проекта Сарсат (Sarsat), а СССР приступил к реализации проекта Коспас. Канада и США использовали научно-технический задел, созданный для доплеровской навигационной системы TRANSIT (позднее на ее смену пришла GPS). Взяв за основу аппаратуру системы ARGOS (работает до сих пор), Франция разработала аварийные радиобуи, которые могли работать на частоте, 406 МГц.
В бывшем СССР для системы Коспас был использован опьл' разработки доплеровской навигационной системы Цикада. Имеющийся опыл- разработок удалось в сжатые сроки воплотить в новую Систему Коспас-Сарсат. Выдающиеся усилия технических руководителей двух частей системы (Коспас и Сарсат) заслуживают особого внимания.
Бернард Д Трудел (Bernard D. Trudel), технический руководитель проекта Сарсат в США (начальник отдела поиска и спасания в Goddard Space Flight Center (НАСА)), закончил электро-инженерный факультет университета в штате Вермонт и имел к июню 1978 г. 18-летний опыл- работы в области космической радиосвязи. Юрий Федорович Макаров, технический руководитель проекта Коспас в CCCP, был ровесником Бернарда и закончил радиотехнический факультет Московского энергетического института. У него был 20-летний опыл- разработки радиокомплексов для первых советских спутников и косми-
1978 г., 12 января - Постановление СМ СССР о проведении работ по созданию космической системы поиска и спасания "КОСПАС"
1982 г., 30 июня - первый запуск ИСЗ "КОСПАС-1"
1982 г., 10 сенгабря - первое спасение по сигналу "КОСПАС-1"
1987 г., 8 декабря - Постановление ЦК КПСС и СМ СССР о принятии системы в эксплуатацию
1988 г., 1 июля - подписано международное "Соглашение о международной программе КОСПАС-САРСАТ"
ческих аппаратов исследования дальнего космоса для полетов на Луну, Венеру и Марс. Значительный вклад в создание Системы Коспас-Сарсат также внесли г-н Даниэль Людвиг (Daniel Ludwig) из Франции, руководитель проекта Сарсат со стороны КНЕС (CNES), а также г-н Харви Верстюк (Harvey’Werstiuk) из Канады, технический руководитель проекта Сарсат со стороны Communications Research Centre (CRC).
Основная научно-техническая задача проекта Коспас-Сарсат заключалась в обеспечении совместимости: космических сегментов двух систем, а также сигналов и сообщений в космических и наземных радиолиниях Системы Коспас-Сарсат. В результате напряженной работы этих и многих других специалистов 22 мая 1980 г. Морфлот (СССР), CRC (Канада), НАСА (США) и КНЕС (Франция) одобрили и подписали План реализации Системы Коспас-Сар-сат (CSIP). В документе CSIP были детально описаны характеристики сигналов и сообщений во всех стыковочных сечениях двух составных частей Системы Коспас-Сарсат и план работ по созданию Системы. Запуск первого спутника Коспас-Сарсат был запланирован на середину 1982 г. И уже в сентябре того же года были спасены три человека. Их спасение стало возможным лишь благодаря творческому труду разработчиков Системы Коспас-Сарсат.
Статус Системы Коспас-Сарсат
По состоянию на февраль 2012 г. система Коспас-Сарсат включала в себя:
• 6 спутников НССПС на низкой орбите;
• 6 спутников ГССПС на геостационарной орбите;
• 58 СПОИ, принимающих сигналы от спутников НССПС;
• 20 СПОИ, принимающих сигналы от спутников ГССПС;
• 30 Координационных центров Системы (КЦС) для маршрутизации аварийных сообщений в поисково-спасательные службы;
• Более 1 млн. радиобуев 406 МГц во всем мире.
I. Австралия 2. Алжир 3. Аргентина 4. Бразилия 5. Великобритания 6. Вьетнам 7. Германия 8. Греция 9. Дания 10. Индия
II. Индонезия 12. Испания 13. Италия 14 Канада - сторона Соглашения 15. Китай 16. Корея (Республика) 17. Кипр 18. Мадагаскар 19. Нигерия 20. Нидерланды 21. Новая Зеландия 22. Норвегия 23. ОАЭ 24. Пакистан 25. Перу 26. Польша 27. Россия - сторона Соглашения 28. Саудовская Аравия 29. Сербия 30. Сингапур 31. США - сторона Соглашения 32. Таиланд 33. Тунис 34. Турция 35. Франция - сторона Соглашения 36. Финляндия 37. Чили 38. Швеция 39. Швейцария 40. Южно-Африканская Республика 41. Япония 42. Международная корпорация телесвязи (ІТ0С), Тайпей. Китай 43. Управление морского флота Гонконга. Китай
После спасения с помощью первого "КОСПАС-1" трех канадцев в горах Британской Колумбии 10 сентября 1982 г. практически все ведущие канадские газеты активно в превосходной степени комментировали успех международной космической системы поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ.
В настоящем обзоре приведены два наиболее эмоциональных отрывка из опубликованного в прессе, принадлежащих одному из спасенных.
"Toronto Star 17 сентября 1982 г. №1. Трое летчиков спасены с помощью советского спутника
Самолет с тремя потерпевшими из Бремптона (все трое — залечивают сейчас сломанные ребра и ссадины) был первым самолетом, обнаруженным с помощью советского "глаза в небе".
Но подобные средства спасения не были известны троим раненым до тех пор, пока специалисты по спасению из Вооруженных Сил не спустились в горы на парашютах и не помогли им. Второй пилот потерпевшего бедствие самолета "Цесна-172" рассказывает:
"Я чуть не расцеловал этих ребят, когда увидел их, — сказал Ван Амельсвурт представителям газеты "Стар" прошлой ночью. — У нас было несколько зеркал и мы вращали их, чтобы привлечь внимание пилота с самолета "Буффало". Мы зажгли костер и бросали в него все, что могли, чтобы создать дым, который бы помог увидеть нас. И когда мы увидели этих ребят, спускающихся к нам на парашютах, мы онемели от радости. Риск у них был огромный. Они могли погибнуть. Местность была очень суровая".
Советский спутник совершает один пролет над Канадой каждые 12 часов. В один из таких пролетов на высоте около 960 км над Землей он получил аварийный сигнал с места происшествия.
Специалисты ВВС считают причина того, что не поисковый самолет, а именно спутник принял сигнал, кроется в том, что высота его полета позволяет избегать естественных препятствий в горном районе.
Джон (Зайгихайм) и я собирались лететь обратно, — рассказал Ван Амельсвурт. — Шел последний день. Погода была плохая и видимость слабая. Горы около которых мы пролетали, не имели понижений. Мы обогнули одну из них, надеясь, что можем прорваться сквозь облака. Но неожиданно впереди нас возник крутой склон. Самолет не мог обогнуть его. Джон делал невероятные усилия, чтобы посадить самолет среди деревьев. Он старался лететь на самой низкой скорости. Раздался оглушительный треск, когда мы упали. Приборная доска оказалась на моей груди и запястье было сломано. Мы были сильно побиты и истекали кровью. Мы старались, как могли, ухаживать друг за другом, одновременно раздумывая, как нам выбраться оттуда. Радиосредства самолета нельзя было использовать, они были поломаны во время падения. Мы вынесли аварийный передатчик из самолета. (Этот прибор передавал сигналы поисковым самолетам). Мы находились у подножия 600-метрового холма и знали, что передатчик будет лучше работать на вершине. Около четырех часов мы пытались, помогая друг другу, установить передатчики и некоторую аппаратуру на вершине. И мы это сделали. Антенна передатчика была сломана. Я закрепил ее, но мы не были твердо уверены в том, что передатчик мог передавать сигналы бедствия.
Мы не имели возможности проверить, работает ли передатчик. Если бы работал радиоприемник, мы могли бы включить его, чтобы убедиться, был ли сигнал. Мы только надеялись и молились. Мы нашли кое-какие вещи и развели костер и пытались поддержать его всю ночь. Пошел снег и стало холодно. Мы не могли спать. Следующий день был солнечным. Это был первый солнечный день за все время наших поисков. Около 10 часов утра мы заметили вдалеке поисковый самолет "Буффало". Мы достали зеркало и я пытался направить его в глаза пилоту. "Буффало" летел прямо над нами и, в конце концов, выбросил нам белую ленту с текстом, в котором говорилось, что если нам нужна медицинская помощь, положить эту ленту прямо на землю. Мы так и сделали и потом увидели двух парашютистов спускавшихся к нам. Я никогда раньше не думал так хорошо о ВВС, как сейчас. Через несколько часов прибыл вертолет и доставил нас в госпиталь "Принца Георга".
"Aviation Week and Space Technology", 20 сентября 1982 г. №2. Помощь советского спутника в спасании канадцев, попавших в авиакатастрофу
Вашингтон. Используя данные советского спутника системы поиска и спасания, канадские военнослужащие смогли определить местонахождение и спасти трех человек, пропавших 9 сентября в северной части Британской Колумбии после крушения их самолета "Цесна-172". Все трое с разбившегося самолета серьезно пострадали, но сейчас, по данным канадских официальных лиц, опасность для их жизни миновала.
Канадцы высоко оценили использование данных советского спутника, позволивших спасти экипаж самолета и одновременно организовать недорогостоящие поиски пропавших.
В операции участвовал советский спутник "Космос-1383", стандартный советский навигационный искусственный спутник Земли, снабженный бортовым ретранслятором, предназначенным для поиска и спасания.
Ретранслятор, установленный на борту "Космос-1383", впервые используется согласно совместной программе СССР, США, Канады и Франции в мировом масштабе поиска и спасания при использовании электронной аппаратуры спутника и радиобуев, применяемых в случае катастрофы и активируемых или вручную, или во время удара при крушении.
Спутник, пролетающий над передающим радиомаяком, может принять сигнал и переслать его на ряд советских, американских, канадских и французских наземных станций. Вычислительная аппаратура на Земле принимает сигнал во время передачи и, используя эффект Доплера, получает данные о местонахождении радиомаяка.
Люди, спасенные с помощью данной системы, пропали во время поисков самолета сына одного из этих людей. Сын пропал в июле во время полета на легком самолете в Северной части Британской Колумбии.
Канадские спасатели затратили около 2 млн. долл. на безрезультатную попытку найти человека, прежде чем прекратили поиски, которые после этого были продолжены отцом пропавшего.
Советский спутник был запущен из Плесецка 1 июля на орбиту 1,041х1,004 км (647 х 624 мили) с наклонением орбиты 83о.
Служащие Трентона исследовали курс "Космоса-1383" и установили, что 10 сентября утром спутник будет находиться над северным районом Британской Колумбии. Аппаратура в Трентоне обнаружила переданный спутником сигнал с разбившегося самолета "Цесна" примерно в 1 ч 20 минут утра по местному времени (Трентон), и данные ЭВМ о местонахождении были немедленно переданы в Центр спасания в Виктории. На основе этих данных десантный транспортный самолет канадских ВВС, оборудованный для проведения спасательных работ, быстро вылетел с базы Комокс в Британской Колумбии.
Когда самолет прибыл в район, указанный спутником, он не смог поймать сигнал бедствия от радиомаяка разбившегося самолета. Затем он взлетел выше и определил местонахождение радиомаяка, позволившего команде самолета найти разбившийся самолет "Цесна", застрявший в деревьях.
Настоящее и будущее системы КОСПАС-САРСАТ
Как работает Система Коспас-Сарсат?
Система Коспас-Сарсат предоставляет информацию о бедствии и его местоположении службам поиска и спасания (ПС) во всем мире для морских, авиационных и сухопутных пользователей. Система состоит из:
• спутников на низкой орбите (НССПС) и геостационарной орбите (ГССПС), которые обрабатывают и/или ретранслируют сигналы, полученные от аварийных радиобуев;
• наземных приемных станций, называемых Станциями приема и обработки информации (СПОИ), которые обрабатывают сигналы от спутников с целью определения местоположения радиобуя;
• координационных центров Системы (КЦС), которые предоставляют аварийную информацию службам поиска и спасания.
Система Коспас-Сарсат детектирует радиобуи на частоте 406 МГц. Спутниковая обработка устаревших аналоговых сигналов 121,5 МГц прекращена 1 февраля 2009 г.
Запуск поисково-спасательной нагрузки — начало спутниковой группировки системы СССПС (МЕОБАЯ)
С успешным запуском 26 февраля 2011 г. первого российского спутника Глонасс-К с поисково-спасательной нагрузкой 406 МГц Коспас-Сарсат получил первый аппарат, который должен положить начало новой группировке спутников для об-
самолетов и путешественников из удаленных районов мира. Это первая рабочая нагрузка среднеорбитальной спутниковой системы поиска и спасания (СССПС = МЕОБЛІ^), которая добавилась к уже существующим десяти экспериментальным нагрузкам DASS (аварийная система спутникового оповещения), установленным на спутниках GPS США.
В 2000 г. Программа Коспас-Сарсат начала изучать возможность использования глобальных навигационных спутников
(таких как Глонасс, GPS и европейских Galileo) для дополнения существующих Низкоорбитальной спутниковой системы поиска и спасания (НССПС = LEOSAR) и Геостационарной спутниковой системы поиска и спасания (ГССПС = GEOSAR). Фаза подтверждения концепции (Proof-of-Concept) системы СССПС завершилась в 2010 г. и определила много возможных преимуществ от реализации архитектуры системы СССПС.
Они включают в себя почти мгновенное глобальное оповещение о бедствии с очень точным определением его местоположения (которое независимо от данных GPS), надежную связь радиобуя со спутником при высоком уровне спутниковой избыточности и доступности, независимость от преград между радиобуем и спутником (таких как блокирование горами или стенами каньона) и возможное предоставление расширенных услуг поиска и спасания, таких как обратная связь для пользователей радиобуя при бедствии.
В 2012 г. работы по внедрению системы СССПС будут продолжены и в 2013 г. планируется фаза демонстрации и оценки (Demonstration and Evaluation = D&E). При условии достаточного на этот период количества спутников системы СССПС начнется работа по подтверждению ожидаемых возможностей и преимуществ системы, а также ее технических и эксплуатационных характеристик.
наружения аварийных сигналов от судов,
Система КОСПДС-SARSAT (1982-2011 годы)
Развитие системы КОСПАС-САРСАТ с использованием КА глобальных навигационных спутниковых систем
Радиобуи второго поколения
Коспас-Сарсат быстро продвигается в направлении реализации системы СССПС (MEOSAR) и технология радиобуя должна развиваться в этом же направлении. Запуск российского спутника Глонасс-K в феврале 2011 г. положил начало развертыванию космического сегмента системы СССПС.
Предполагается, что в 2012 г. в космический сегмент системы СССПС войдет еще три спутника: будут запущены на орбиту второй Глонасс-K и два спутника Галилео (Galileo). Через несколько лет общее число спутников системы СССПС составит около 70 и в сочетании с развертыванием глобальной сети из более чем 10 СРОС-ПОИ (СПОИ в среднеорбитальной спутниковой системе поиска и спасания (MEOLUT)) это обеспечит расширенное глобальное покрытие.
Система СССПС при ее полном развертывании продоставит большое число преимуществ по сравнению с существующей комбинированной системой НССПС/ ГССПС (LEOSAR/GEOSAR). Важные улучшения, которые предполагается получить в эру СССПС, включат в себя надежную доставку в реальном режиме времени сообщения от радиобуя к СРОСПОИ, а также местоопределение бедствия по первой посылке аварийного радиобуя.
Итак, каковы же возможности создания радиобуев второго поколения? Система СССПС будет в полной мере совместима с радиобуями Коспас-Сарсат сегодняшнего поколения. Сообщения от существующих радиобуев будут надежно обрабатываться.
Тактико-технические характеристики системы поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ
Значения характеристик
№ п/п Основные ТЭКТИКО-ТЄХНИЧЄСКИЄ характеристики существующей международной системы КОСПАС-САРСАТ перспективной системы на базе КА «ГЛОНАСС-К»
1 Зона действия Глобальная Глобальная
2 Точность независимого определения координат объекта. (2.7о), м 5000 1000
3 Вероятность определения координат объекта 0.97 0.95
4 Среднее время определения координат объекта, мин 60 5
5 Количество одновременно обслуживаемых объектов 150 150
6 Наличие возможности квитирования аварийного сообщения отсутствует требуется
Идентификация и местоположение радиобуя будут быстро определены. Будет осуществляться своевременная маршрутизация аварийной информации службам поиска и спасания.
В настоящее время ведется работа по определению спецификаций для будущих радиобуев Коспас-Сарсат, специально проектируемых под систему СССПС и называемых радиобуями второго поколения. Новые радиобуи будут использовать полный потенциал системы СССПС и позволят внедрить современные методы и технологии, ответить на вызов будущих технологий и растущие ожидания пользователей, включая доступность и снижение стоимости.
Одобрение спецификаций радиобуев второго поколения и стандартов одобрения типа Коспас-Сарсат ожидается в октябре 2014 г., а сами радиобуи второго поколения появятся в продаже годом позже.
Орбитальная группировка системы КОСПАС-САРСАТ на 01.06.2012 г.
Миссия:
Путем своевременного предоставления точных и надежных данных о бедствии и его местоположении Коспас-Сарсат оказывает помощь службам поиска и спасания (ПС) во всем мире по содействию оказавшимся в бедствии.
Цель:
Цель Системы Коспас-Сарсат состоит в снижении, насколько это возможно, задержки в предоставлении аварийных сообщений с лужбам поиска и спасания и времени на место определение бедствия и оказания помощи, что напрямую влияет на вероятность выживания человека на море и на суше.
Стратегия:
Для достижения этой цели Участники Коспас-Сарсат вводят в эксплуатацию, поддерживают, координируют и эксплуатируют спутниковую систему, которая способна обнаруживать аварийные сигналы от радиобуев, соответствующих спецификациям и стандарта Системы, а также определять их местоположение в любой точке земного шара. Данные о бедствии и его местоположении передаются Участниками Коспас-Сарсат в соответствующие службы поиска и спасания (ПС).
Коспас-Сарсат сотрудничает с Международной организацией гражданской авиации (ИКАО), Международной морской организацией (ИМО), Международным союзом электросвязи (МСЭ) и другими международными организациями с целью обеспечения соответствия услуг Коспас-Сарсат по предоставлению данных о бедствии потребностям, стандартам и соответствующим рекомендациям мирового сообщества.
