История вопроса
Специфика космической отрасли — в создании уникальной малотиражной техники. Обычная стоимость коммуникационного спутника составляет круглую сумму — от 80 до 200 миллионов долларов. В первые десятилетия космической эры никому не приходило в голову создавать многочисленные серии аппаратов, делать из них орбитальные группировки. Еще не сказала свое слово миниатюризация электроники, лучшие образцы компьютеров весили несколько сот килограммов. Это сегодня обычный айфон намного опережает по объему памяти и быстроте действия навигационную систему лунного модуля Apollo. Но военные уже тогда прикидывали возможности многоспутниковых сетей. В период активных работ по стратегической оборонной инициативе президента США Рональда Рейгана в начале 80-х начались разработки по программе «Бриллиантовые камушки». Ее суть — в выводе на околоземную орбиту нескольких сотен микроспутников, оснащенных компактной противоракетой. Цель — не допустить прорыва к американской территории советских баллистических ракет. Эту программу советские специалисты оценивали достаточно высоко в отличие от экзотических систем типа пучкового или лазерного оружия в космосе. Правда, спутники тех лет нуждались во внешнем контроле и управлении, они не могли взаимодействовать друг с другом, образовывать сети и новые конфигурации. Это и стало ахиллесовой пятого проекта — блокирование или уничтожение центра управления программы «Бриллиантовые камушки» выводило систему из строя. Однако сделали важный вывод о ее живучести: уничтожив даже несколько десятков спутников, противник не мог рассчитывать на прорыв своих ракет к вражеской территории. Это свойство сети спутников использовали при разработке первой гражданской системы связи «Теледиск» в середине 90-х.
Вообще, история этой разработки заслуживает отдельного повествования. Ее инициатором был американский предприниматель и миллиардер Билл Гейтс. Он поставил целью создание коммерческой многоспутниковой системы, способной донести свой сигнал до самых отдаленных территорий, иметь надежность близкую к абсолютной путем резервирования спутников и обладать способностью быстро и недорого обновлять спутниковую группировку. Что особенно интересно, американский предприниматель сделал серьезную ставку на казахстанскую компанию «Коском», занимавшуюся конверсией межконтинентальных боевых ракет SS-18, размещенных на двух базах в Казахстане, в Державинске и Жангизтобе. Ракеты должны были запускать кластеры спутников из специально дооборудованных шахтных пусковых установок на космодроме Байконур. Проект столкнулся с рядом организационных и технических трудностей. Получение лицензии от правительства США было отягощено рядом условий. Разработка микроспутников шла тяжело. Не решили вопросы их утилизации, не согласовали с традиционными операторами вопросы частотной координации. И наш «Коском» усилиями недоброжелателей перестал существовать. Проект потерял для его инициатора коммерческое значение. Тем не менее спутниковые сети, как оказалось, еще не сказали своего последнего слова. Созданы первые ласточки — навигационные системы GPS и «Глонасс». Но по-настоящему масштабные сети стали создавать только сегодня.
Современный этап
28 февраля текущего года носителем «Союз-2» выведены на орбиту первые шесть спутников системы OneWeb. Это европейский проект по созданию группировки спутников, которая с помощью технологий мобильной связи сумеет обеспечить широкополосным доступом в интернет пользователей по всему миру за счет полного охвата поверхности Земли. Начало коммерческой эксплуатации запланировали на 2020 год. Компания планирует вывести 900 спутников на орбиту, из которых одна половина будет находиться на высоте 800 километров, а вторая — на высоте 950 километров. OneWeb собирается обеспечить широкополосным доступом сотни миллионов потенциальных пользователей, проживающих в местах, где отсутствует такая связь. Каждый спутник, разработанный в компании Airbus, весит 147,7 килограмма, оборудован двумя солнечными батареями, плазменной двигательной установкой и бортовым датчиком спутниковой навигации GPS. Предполагаемый срок службы аппаратов составляет пять лет. Аппараты будет производить совместное предприятие OneWeb и Airbus Defence and Space в США во Флориде.
А что американцы? Ответ дал ставший уже легендарным Илон Маск.
24 мая 2019 года компания SpaceX запустила на низкую околоземную орбиту 60 спутников системы глобального интернета Starlink.
Что же такое Starlink? Это, по сути, более масштабный аналог европейской OneWeb — система околоземных спутников в целях создания дешевого и высокопроизводительного спутникового интернетканала связи и технических передатчиков для приема и передачи сигнала с земли и орбиты. SpaceX представила нормативные документы для запуска в общей сложности почти 12 000 спутников на орбиту Земли к середине 2020-х годов.
Коммерческое применение системы намечено так же, как и у европейцев, на 2020 год. Кстати, SpaceX планирует продавать эти же спутники для исследовательских и научных целей. Рабочие орбиты системы находятся на высоте от 340 до 1150 километров. Реализация этой программы потребует около 10 миллиардов долларов. Также, по расчетам Маска, около 30-50 миллиардов долларов придется тратить ежегодно на замену утилизированных спутников, срок орбитальной службы которых оценивается в 3-5 лет. Отслужившие спутники будут производить активные маневры для снижения срока существования и сведения с орбиты в качестве мер борьбы с космическим мусором.
Орбитальное богатство
Что же дают новые системы?
Кроме доступного интернета в каждый дом на земле, где бы он ни находился, хоть в большом городе, хоть в джунглях, появляется возможность объединить все системы производства, транспорта, услуг, бизнеса, все стороны человеческой деятельности единой цифровой средой. Кардинально решают проблемы совместимости, ликвидируют мертвые зоны без покрытия сигналом, отпадает само понятие «отключился от системы». Так же, как сегодня, для любой нормальной деятельности существует некий джентльменский набор — компьютеры, периферия, коммуникации, программные продукты, сети, коды, так и буквально на наших глазах вырастает внеземная индустрия обеспечения всей жизни на земле. Которая со временем перерастет планетный уровень и выйдет в ближний космос. Система эта будет развиваться, самонастраиваться, адаптироваться к любым задачам, утилизировать отслужившие элементы. Что важно — быть неуязвимой для любых внешних атак. Но все это очень дорогое удовольствие. И существуют разные точки зрения на окупаемость систем.
Заместитель генерального директора по развитию и эксплуатации систем связи российской компании «Космическая связь» Евгений Буйдинов считает: «Коммерчески эффективную систему с таким количеством аппаратов построить очень сложно, чтобы набрать необходимое число пользователей такой системы, а это должны быть сотни миллионов пользователей. При этом 50 процентов населения планеты живет в двухсоткилометровой зоне побережья или 70 процентов мирового населения проживает на семи процентах территории. Выходит, покрывая весь мир интернетом, эффективность будет достаточно низкой из-за недостаточного числа пользователей. Там же, где плотность населения высокая, есть и большой спрос, и платежеспособное население, и, соответственно, присутствие наземных операторов мобильной связи, которые к тому времени перейдут на новый стандарт 5G».
Член-корреспондент Российской академии космонавтики имени К.Э. Циолковского Андрей Ионин убежден, что развертывание многоспутниковых связных группировок необходимо и окупаемо. «Космический интернет, и первая тут система OneWeb — это вовсе не конкуренция наземной связи. Это элемент той самой цифровой экономики, о создании которой говорят и у нас, и во всем мире. Более того, без таких систем цифровая экономика просто не состоится. Да, действительно, количество абонентов и трафик у них будут кратно меньше в сравнении с наземной связью, но все равно это будет намного больше и, главное, потребительски ценнее, чем сейчас», — говорит он. По его мнению, еще одним потребительским достоинством именно космического интернета является то, что этой системе проще обеспечить его киберзащиту, что важно для критических элементов цифровой экономики.
И здесь снова проявляются те возможности систем, о которых думали военные в те далекие уже годы холодной войны. Любая космическая техника имеет двойное назначение. Способность системы выжить в критических условиях крайне важна. Сейчас становится ясно, что, оказавшись за бортом новых технологий, можно оказаться на периферии мирового развития. Но новые возможности таят в себе и новые опасности. Регулирующие органы Российской Федерации не дали добро на размещение наземной инфраструктуры как OneWeb, так и Starlink на своей территории. По оценке компетентных служб, системы представляют угрозу национальной безопасности страны. Как альтернатива предложен национальный многоспутниковый проект «Сфера». Однако есть серьезные сомнения в том, что Россия сможет справиться с развертыванием аналога OneWeb. Так, первый потенциальный инвестор проекта «Сфера» ВнешЭкономБанк отказался от участия в проекте прошлой осенью.
«Нежелание инвесторов входить в проект связано еще и с тем, что они не верят в способность Роскосмоса создать коммерчески востребованную систему», — считает космический эксперт Виталий Егоров. «Есть пример спутниковой системы связи «Гонец», у которой за 10 лет не набралось и 10 тысячи клиентов. В то, что Роскосмос сможет сделать 600 спутников и в бюджете найдут на это деньги, я готов поверить. Что Роскосмос сделает востребованный во всем мире глобальный сервис, практически исключено».
Впрочем, может быть, все коммерческие препоны отойдут на задний план. Сети спутников несут с собой огромный потенциал и возможность контролировать мир, а это выходит за рамки простой купли-продажи. Не говоря уже о потенциальных военных возможностях.
Многоспутниковые системы — это реальное технологическое могущество и богатство. У кого оно будет в руках? Узнаем достаточно скоро.
