Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2024

101 2024 СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ И ВЕЩАНИЕ стем с “прыгающими” лучами (beam hopping) и т.п. Спутник с такой ПН может быть выведен в любую точку ГСО, могут быть заданы зоны обслу- живания требуемой конфигурации, работа может осуществляться в же- лаемых полосах частот и с необходи- мыми энергетическими показателями. При всех очевидных преимуществах данной технологии у нее есть и серьезные недостатки: 1. Спутники “гибкой” серии стоят в 1,5–2 раза дороже обычных, с широкими лучами. 2. При той же массе и энергетике на них может быть установлено суще- ственно меньшее число транспондеров. 3. Неясны перспективы окупаемости более дорогого спутника и с мень- шим ресурсом по емкости для предо- ставления услуг (либо спутник будет убыточным, либо придется выста- вить более высокую цену за услуги). В качестве примера приведем техни- ческие решения европейских про- изводителей Thales Alenia Space и Airbus Defense&Space. Космический аппарат Space Inspire компании Tha- les на базе инновационной плат- формы Spacebus NEO относится к классу программно-определяемых (software-defined) и способен при- спосабливать зону обслуживания к нуждам заказчика, перераспределять мощность по зоне обслуживания, адаптировать частотный план. По принятым в России критериям он от- носится к категории “тяжелых”: масса на старте не менее 3000 кг, до 16 кВт первичной мощности. Блок цифровой обработки выполнен на базе цифрового процессора 6-го по- коления и обеспечивает полную связ- ность и гибкость в распределении полос частот к лучам. Наличие от- дельных антенн для связи с цент- ральными станциями (хабами) сви- детельствует о том, что спутник в большей степени ориентирован на сети передачи данных, построенные по схеме “звезда”, хотя процессор может обеспечить и связь между двумя абонентскими станциями. Планируемая дата запуска первого спутника Space Inspire – 2024 г. Другим примером является разра- ботка спутника OneSat компании Airbus Defense&Space при поддержке ЕКА, а также Французского кос- мичесого агентства (CNES) и Косми- ческого агентства Великобритании. Первый спутник серии OneSat пла- нируется для запуска также в 2024 г. Спутники будут построены на базе платформы Eurostar NEO и имеют сравнимые с вышеописанным КА ха- рактеристики по гибкости, объему предоставляемых услуг и энергетиче- ским возможностям платформ. На решение аналогичных задач рас- считана и гибкая ПН, разработан- ная в ходе выполнения научно-ис- следовательской работы ФГБУ НИИР [7]. Формирование зон об- служивания осуществляется с помо- щью многолучевой гибридно-зер- кальной антенны (ГЗА), каждый из нескольких десятков лучей которой создается кластерным облучателем, в котором каждый парциальный облучатель сформирован блоком из семи рупоров, малошумящим усили- телем, приемником (и, соответ- ственно, твердотельным передатчи- ком в передающей антенне). Обра- ботка и маршрутизация цифровых потоков между лучами осуществ- ляется цифровым маршрутизато- ром. Утверждается, что примене- нием данной ПН могут быть достиг- нуты сокращение сроков создания КА (благодаря исключению этапа проектирования для последующих изделий), снижение стоимости про- изводства (за счет удешевления комплектующих при серийном за- казе и готовой технической доку- ментации) и более гибкое резерви- рование КА. Но для перехода к ре- альному воплощению ПН “в ме- талле” требуются еще подтвержде- ние и отработка заложенных реше- ний физической реализации ее ключевых составных частей. В озможности использования гибкой ПН на перспективных КА ГП КС Рассмотрим реализуемость гибкой ПН и ее особенностей в применении к перспективной орбитальной груп- пировке ГП КС (рис. 1) [8]. Все будущие 11 КА группировки можно условно разделить на четыре группы: l три “тяжелых” КА (“Экспресс- АМУ6”, “Эспресс-АМУ5”, “Экс- пресс-40”) с массой ПН 1000– 1200 кг и энерговооруженностью 12–14 кВт; l два КА среднего класса (“Экс- пресс-АМУ4”, “Экспресс-АМУ8”) с массой ПН 600–800 кг и энерго- вооруженностью 6–8 кВт, запус- каемые до 2030 г.; l два КА непосредственного спут- никового вещания (“Экспресс- АТ3”, “Экспресс-АТ4”); l четыре КА среднего класса, наме- ченные для запуска после 2030 г. КА первой группы запланированы для запуска в 2027–2028 гг. В прин- ципе любой из вышеописанных трех аппаратов с гибкой ПН мог бы ис- пользоваться как основа для аппара- тов данной группы, если сроки созда- ния и ценовые характеристики ока- жутся приемлемыми для предприя- тия. В применении к зарубежным КА вызывает сомнение их ориентирован- ность на сети типа “звезда”, которые в Российской Федерации развиты от- носительно слабо. Далее, аппараты ГП КС 3-/4-диапазонные, в то время как европейские КА рассчитаны на работу не более чем в двух диапазо- нах. Наконец, в условиях действую- щих санкций возможность поставок сложного оборудования из Европы весьма сомнительна. С учетом типового для России срока изготовления “тяжелого” КА 3–4 года и отсутствия на данный момент завершенной разработки отечествен- ной гибкой ПН применить данную технологию к аппаратам первой группы также не удастся. КА “Экспресс-АМУ4” и “Экспресс- АМУ8” из второй группы распола- гаются в точках ГСО соответ- ственно 11 град з.д. и 14 град з.д., где по условиям координации воз- можно использование крайне ограниченного частотного ресурса, и от них не требуется высокая про- пускная способность, так что спут- ники среднего класса наилучшим образом подходят для решения всех задач. Спутник с гибкой ПН, опи- санный в [7], как можно предполо- жить по результатам НИР, потре- бует платформы тяжелого класса, стоимость КА значительно возрастет без увеличения доходной части. КА “Экспресс-АМУ4” находится в производстве с 2022 г., для него рас- смотрение гибкой ПН неактуально. В применении к “Экспресс-АМУ8”, намеченному для запуска в 2030 г., может рассматриваться внедрение некоторых элементов гибкой ПН. Спутники третьей группы (непо- средственное вещание) транслируют один и тот же контент на всю обслу- живаемую территорию и поэтому не предполагают применение много- лучевой зоны обслуживания. Такое применение не даст ничего, кроме усложнения и удорожания аппарата, так как ни одно из свойств гибкой ПН здесь не востребовано. Частоты каналов жестко заданы Планом ВАКР 1977/2000 и не могут быть изменены, зоны обслуживания территории России с трех точек