Запуск спутника в космос ознаменовался новой эрой и стал прорывом в области техники и космонавтики. Необходимость создания спутника определилась ещё в начале двадцатого века. Однако с самого начала на пути запуска спутника в космическое пространство стояло множество проблем, над которыми трудились самые лучшие инженеры и учёные. Эти проблемы были связаны с необходимостью создания двигателей, способных работать в тяжелейших условиях и при этом, они должны быть необычайно мощными. Так же проблемы были связаны с правильным определением траектории движения спутника.

Итак, советские ученые решили поставленные задачи, и 4 октября 1957 года в СССР успешно был запущен искусственный спутник, за движением которого наблюдал весь мир. Это событие стало мировым прорывом и обозначило новый этап, как в науке в целом, так и во всем мире.

Прямая трансляция запуска Союз-Прогресс (миссия к МКС)

Задачи, решаемые спутником

Задачи, решаемые запуском спутника можно определить как следующие:

1. Изучение климата;

Всем известно, какое влияние климат оказывает на сельское хозяйство, на военную инфраструктуру. Благодаря спутникам можно предсказать появление разрушающих стихий, избежать большого количества жертв.

2. Изучение метеоритов;

В космическом пространстве находится огромное количество метеоритов, вес которых достигает нескольких тысяч тонн. Метеориты могут представлять опасность не только для спутников, космических кораблей, но и для людей. Если при пролете метеорита сила трения невелика, то несгоревшая часть способна достигнуть Земли. Диапазон скорости метеоритов достигает от 1220 м/сек до 61000 м/сек.

3. Применение телевизионного вещания;

В настоящее время роль телевидения велика. В 1962 году был запущен первый телевизионный транслятор, благодаря ему мир впервые увидел видеокадры через Атлантику в течение нескольких минут.

4. Система GPS.

Система GPS играет огромную роль почти в каждой сфере нашей жизни. GPS подразделяется на гражданскую и военную. Она представляет собой электромагнитные сигналы, излучаемые в радиоволновом участке спектра антенной, установленной на каждом из спутников. Состоит из 24 спутников, которые находятся на месте орбиты на высоте 20200 км. Время обращения вокруг Земли составляет 12 часов.

Телекоммуникационный спутник “Арабсат-5Б”

Запуск «Союз»

Запуск спутников и выход их на орбиту

Для начала важно обозначит траекторию полета спутника. На первый взгляд, кажется, что логичнее запустить ракету перпендикулярно (по кратчайшему расстоянию до цели), однако, такой вид запуска оказывается невыгодным, как с инженерной точки зрения, так и с экономической. На спутник, запущенный вертикально действуют силы притяжения Земли, которые значительно сносят её от назначенной траектории, и, сила тяги становится равной силе тяжести Земли.

Чтобы избежать падения спутника, сначала, его запускают вертикально, чтобы он смог преодолеть упругие слои атмосферы, такой полет продолжается на протяжении всего 20 км. Далее спутник с помощью автопилота наклоняется и в горизонтальном направлении движется к орбите.

Кроме того, задача инженеров состоит в том, чтобы рассчитать траекторию полета таким образом, чтобы скорость, затрачиваемая на преодоление атмосферных слоёв, а так же на затрату топлива составляли лишь несколько процентов от характеристической скорости.

Немаловажным является и то, в какую сторону запустить спутник. При запуске ракеты в сторону вращения Земли, происходит приращение скорости, которое зависит от местоположения запуска. Например, в экваторе оно является максимальным и составляет 403 м/с.

Орбиты спутников бывают круговыми и эллиптическими. Эллиптической орбита будет являться в том случае, если скорость ракеты будет выше окружной. Точка, находящаяся в ближайшем положении называется перигеем, а наиболее отдаленная апогеем.

Сам запуск ракеты со спутником производится в несколько ступеней. При прекращении работы двигателя первой ступени, угол наклона ракета-носителя составит 45 градусов, на высоте 58 км, затем производится её отделение. В работу включаются двигатели второй ступени, с возрастанием угла наклона. Далее, вторая ступени отделяется на высоте 225 км. Затем, ракета по инерции достигает высоты 480 км и оказывается в точке, находящейся на расстоянии 1125 км от старта. Затем начинает работать двигатели третьей ступени.

Возвращение спутника на землю

Возвращение спутника на Землю сопровождается некоторыми проблемами, связанными с торможением. Торможение может осуществляться двумя способами:

1. Благодаря сопротивлению атмосферы. Скорость спутника, вошедшего в верхние слои атмосферы, будет уменьшаться, но из-за аэродинамической формы подскочит рикошетом обратно в космическое пространство. После этого, спутник уменьшит свою скорость и войдет глубже в атмосферу. Так повторится несколько раз. После снижения скорости, спутник будет осуществлять спуск с помощью выдвижных крыльев.
2. Автоматический ракетный двигатель. Ракетный двигатель должен быть направлен в сторону противоположную движению искусственного спутника. Плюс данного способа заключается в том, что скорость торможения можно регулировать.

Заключение

Итак, спутники всего за полвека вошли в жизнь человека. Их участие помогает исследовать новые космические пространства. Спутник, как средство бесперебойной связи помогает сделать удобной повседневную жизнь людей. Прокладывающие путь в космические просторы, они помогают сделать нашу жизнь такой, какая она есть сейчас.

В 2020 году в Чили откроется Большой синоптический телескоп (LSST) - флагманская обсерватория, которая сможет получать беспрецедентно четкие снимки ночного неба и искать потенциально опасные для Земли астероиды. Проект строился в течение пяти лет и стоит $1,3 млрд - но он может оказаться практически бесполезным из-за светового загрязнения от нескольких тысяч спутников для раздачи интернета от SpaceX, Amazon, OneWeb и других компаний. Если сейчас на околоземной орбите находится около 5 тыс. аппаратов, то с запуском спутников трех перечисленных компаний их число вырастет до 52 тыс. - то есть более, чем в 10 раз. Это сделает астрономические наблюдения практически невозможными, потому что спутники связи от Маска забликуют всё ночное небо. «Хайтек» рассказывает, что думают астрономы о запуске такого количества спутников (спойлер - они очень недовольны), как компании пытаются найти с ними общий язык и по каким видам наблюдений световое загрязнение от аппаратов ударит сильнее всего.

Что это за проекты - SpaceX, Amazon и OneWeb?

В 2015 году глава компании Илон Маск объявил о планах запустить глобальный проект по раздаче спутникового интернета Starlink. В мае 2019 года компания запустила на орбиту 60 спутников - они стали первыми из группировки в почти 12 тыс. аппаратов, которые расположатся на околоземной орбите.

Запуск спутников Starlink

Спутники займут высоты от 349 до 1 190 км, а интернет, раздаваемый с них, будет работать в 40 раз быстрее, чем у любого оператора на Земле.

В октябре SpaceX получила от Международного союза электросвязи и Федеральной комиссии связи США разрешения на запуск еще 30 тыс. спутников - таким образом, общее число планируемых к запуску аппаратов выросло до 42 тыс. Только до конца 2019 года Starlink планирует вывести на орбиту 720 спутников.

Спутники SpaceX

Каждый спутник весит примерно 225 кг - его питание осуществляется от солнечной батареи. Аппараты будут связываться друг с другом через оптическую и радиосвязь, а их управление будет осуществляться через пользовательский терминал на Земле. Аппараты оборудованы системой ухода от столкновений, а после завершения срока службы они практически полностью сгорят в атмосфере Земли.

Запустить на орбиту спутники для раздачи интернета планирует и OneWeb - согласно планам компании, 700 аппаратов будут находиться на низкой околоземной орбите на высоте от 800 до 950 км над поверхностью Земли. Спутники разработаны концерном Airbus - каждый из них весит 147 кг, оборудован двумя солнечными батареями и плазменной двигательной установкой. Шесть спутников уже выведены на орбиту в феврале 2019 года, еще 30 будут запущены до конца года.

Спутник OneWeb

Третий крупный проект в этой области - Kuiper от Amazon. Он предполагает запуск на околоземную орбиту 3 236 спутников: 784 аппарата будут находиться на высоте 590 км над поверхностью Земли, 1 296 поднимутся на 610 км, а оставшиеся 1 156 спутников будут расположены на отметке в 630 км.

Спутники Amazon должны обеспечить покрытие интернетом территории в диапазоне широт от 56° северной широты до 56° южной широты. На этой территории живет более 95% населения планеты. При этом компания пока не запустила ни одного спутника - все аппараты находятся на стадии проектирования.

На орбите так много спутников - как помешают новые?

Как минимум, новых спутников будет очень много. Сейчас на низкой околоземной орбите находится около 5 тыс. аппаратов - если SpaceX, Amazon и OneWeb запустят все обещанные спутники, их общее число достигнет 52 тыс., то есть вырастет более чем в десять раз.

Каждый спутник обладает яркостью - для аппаратов Starlink этот показатель изначально оценивался в две звездные величины (то есть чуть меньше, чем яркость полярной звезды). Затем астрономы уточнили оценку - аппараты будут светиться на 5-7 величин.

Световое загрязнение от спутников Starlink

Помимо постоянной излучения света, спутники могут время от времени «вспыхивать» - с аппаратами «Иридиум» это происходит, когда солнечный свет попадает на их батареи. В эти моменты объекты при наблюдениях с Земли будут столь же яркими, как Венера или Юпитер. Другими словами, в моменты вспышек спутники Starlink будут видны невооруженным глазом из мест с низким световым загрязнением.

Профессор астрономии из Мичиганского университета Патрик Зейтцер подсчитал , что спутники будут ярче всего в сумерках - это затруднит наблюдения за потенциально опасными астероидами и другими объектами в Солнечной системе, которые лучше всего видны именно в это время.

Еще одна проблема - для связи и раздачи интернета спутники будут использовать радиочастоты, близкие к тем, что используют астрономы при наблюдениях с помощью наземных радиотелескопов. Помехи, которые могут возникнуть во время наблюдений, сильно затруднят научную работу, а в некоторых случаях сделают ее бесполезной.

Кому именно помешают спутники?

Главные опасения астрономы связаны с работой Большого синоптического телескопа (LSST). Ученые, связанные с проектом, создали модель светового загрязнения, которое создаст запуск 50 тыс. спутников в течение следующих 10 лет. Исследование показало , что каждое изображение, полученное телескопом, будет испорчено хотя бы одной яркой полосой, создаваемой спутником. На каждом втором снимке будут видны полосы от трех-четырех аппаратов.

Проект телескопа LSST

Строительство Большого синоптического телескопа ведется на вершине горы Серо-Пачон в Чили с 2015 года. Обсерватория построена по схеме Пауля-Бейкера - восьмиметровое зеркало позволит вести наблюдения диаметром 3,5 градуса и площадью 9,6 квадратного градуса. Для сравнения, Солнце и Луна, видимые с Земли, имеют диаметр 0,5 градуса, а площадь - 0,2 квадратных градуса.

Телескоп займется поисками следов темной материи и темной энергии, картографированием малых тел Солнечной системы, поиском потенциально опасных для Земли астероидов, а также созданием подробной карты Млечного пути.

LSST пострадает от светового загрязнения сильнее других наземных телескопов, поскольку в его задачи входит наблюдение всего ночного неба несколько раз в неделю. За один шаг обсерватория делает снимок квадрата площадью около 40 лун на ночном небе - за 30 лет наблюдений астрономы рассчитывают охватить территорию площадью в 40 миллиардов Лун.

В ходе исследования ученые из миссии телескопа с помощью обработки изображения пытались удалить полосу, уже оставленную на снимке одним из спутником SpaceX - на это ушел месяц. Если тратить столько времени на ретушь изображений, то на научные исследования его не останется, заключают авторы работы.

Полосы от бликов со спутников на снимке ночного неба

От большого количества спутников на околоземной орбите пострадают и подавляющее большинство наземных телескопов - в первую очередь, самый большой радиотелескоп FAST. Дело в том, что наблюдения в радиоспектре ведутся на длинных волнах - они же используются для спутниковой связи.

Как реагируют компании?

Пока на претензии астрономов ответил только глава SpaceX Илон Маск - он пообещал, что компания постарается сделать детали спутников более темными, чтобы снизить их отражающие свойства.

В компании добавили, что делятся информацией о положении своих спутников в военном каталоге США и ведут переговоры с астрономами по всему миру, чтобы оценить последствия и стратегии их смягчения. SpaceX готова изменить орбиты спутников, чтобы избежать их пролета над районами наблюдений, говорится в сообщении компании.

Однако астрономы полагают, что эти меры вряд ли помогут - в первую очередь, из-за бликов на солнечных батареях спутников. Тем не менее, Научный комитет по радиочастотам США (CORF) сейчас занимается разработкой договора со SpaceX, который, вероятно, позволит уравновесить интересы науки и телекоммуникационного проекта.

Другие компании, такие как OneWeb, Amazon, Samsung и TeleSat, пока не участвуют в диалоге с научным сообществом.

30.08.2019, Пт, 18:00, Мск , Текст: Эльяс Касми

ГЛОНАСС без спутников

Российская навигационная система ГЛОНАСС лишилась третьего спутника в течение августа 2019 г. Из эксплуатации был выведен космический аппарат (КА) 745 (7-я рабочая точка), запущенный на орбиту восемь лет назад, в 2011 г.

По данным информационно-аналитического центра координатно-временного и навигационного обеспечения ГЛОНАСС, спутник был выведен из системы временно – ему необходимо провести техобслуживание. В итоге по состоянию на 30 августа 2019 г. из находящихся на орбите 27 КА ГЛОНАСС-М лишь 21 используется по прямому назначению.

Три спутника находятся на техобслуживании, один проходит летные испытания, а два оставшихся – резервные. По информации РИА «Новости», такого количества недостаточно для 100-процентного покрытия поверхности планеты – для этого в строю должно быть не меньше 24 космических аппаратов.

Негарантийные спутники

В настоящее время действующая система ГЛОНАСС наполовину состоит из спутников второго поколения ГЛОНАСС-М, которые пришли на смену первому поколению (запуски производись в период с 1982 по 2003 гг. включительно). Сроки техобслуживания спутника за номером 745 на момент публикации материала были неизвестны. Точные даты возвращения спутника 742, выведенного из системы несколькими днями раньше, тоже не называются. Космический аппарат 717 по плану должен вернуться в строй 1 сентября 2019 г., он находится на обслуживании с 1 августа 2019 г. а запуск его на орбиту Земли состоялся в 2006 г.

Спутник ГЛОНАСС-М, основа системы ГЛОНАСС

Второе поколение космических аппаратов ГЛОНАСС имеет определенные гарантийные сроки эксплуатации, установленные дочерним предприятием «Роскосмоса», «Информационными спутниковыми системами» им. М. Ф. Решетнева, и равные семи годам. Иными словами, половина из 27 спутников работают за пределами своего гарантийного срока. К тому же, новые ГЛОНАСС-М не производятся – их выпуск был прекращен в 2015 г.

Неполное покрытие и будущее ГЛОНАСС

Для российского аналога американской GPS неполноценное покрытие Земли в последние несколько лет стало регулярным явлением. Так, в апреле 2018 г. непродолжительное время отсутствовал сигнал от аппарата № 723, немного позже к нему присоединился и спутник 734, который был реанимирован лишь спустя месяц после выхода из строя, в мае 2018 г.

В сентябре 2018 г. в связи с проведением регламентных работ не работали аппараты ГЛОНАСС-М 730, 743 и 745. Однако на тот момент сроки выполнения работ составили ровно два дня – 9 и 10 сентября 2018 г., в отличие от ситуации с № 717, обслуживание которого затянулось на месяц.

Обновление находящихся на орбите спутников ГЛОНАСС, по данным РБК, выполняется исключительно по необходимости – в подобных ситуациях старый аппарат просто заменяют на новый. На смену всем спутникам ГЛОНАСС-М постепенно придет третье поколение космических аппаратов, получившее название ГЛОНАСС-К и 10-летний срок эксплуатации. Это на три года больше в сравнении с ГЛОНАСС-М и на семь лет больше, чем у первого поколения спутников. Первый ГЛОНАСС-К был запущен на орбиту 26 февраля 2011 г.

ГЛОНАСС-К могут использоваться 10 лет, вместо 7 у ГЛОНАСС-М

В июне 2019 г. российские власти констатировали факт невозможности серийного выпуска аппаратов ГЛОНАСС-К в рамках бюджета на 2019 г. Причиной стала нехватка импортных комплектующих, связанная введенными Западом санкциями против России в отношении электроники военного и двойного назначений.

История ГЛОНАСС

ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) – изначально советская система навигации двойного назначения, гражданского и военного. Старт разработке был дан в 1963 г.

Система разрабатывалась в качестве отечественной альтернативы американской GPS, первый спутник был выведен на орбиту в 1982 г. (запуск первого космического аппарата GPS состоялся в 1978 г.). Изначально она имела исключительно военное назначение. Группировка спутников ГЛОНАСС движется в трех орбитальных плоскостях с высотой орбит 19,1 тыс. км. В отличие от GPS, у спутников ГЛОНАСС нет синхронности с вращением планеты, за счет чего достигается более высокая стабильность работы всей системы в целом. Это также упрощает обслуживание системы ввиду отсутствия необходимости проведения дополнительных корректировок спутников.

Завтра весь мир празднует День космонавтики. 12 апреля 1961 года Советский союз впервые в истории запустил пилотируемый корабль на борту которого был Юрий Гагарин. Сегодня мы покажем, как с космодрома "Байконур" в конце 2011 года с помощью ракетоносителя “Протон-М” был запущен второй казахстанский телекоммуникационный спутник “КазСат-2” (KazSat-2). Как аппарат был запущен на орбиту, в каком он состоянии, как и откуда производится его управление? Об этом мы узнаем в этом фоторепортаже.

1. 12-е июля 2011-го года. Cамую тяжелую российскую ракету космического назначения “Протон-М” с казахстанским спутником связи №2 и американским SES-3 (OS-2) вывозят на стартовую позицию. “Протон-М” запускают только с космодрома “Байконур”. Именно здесь существует необходимая инфраструктура для обслуживания этой сложнейшей ракетно-космической системы. Российская сторона, а именно производитель аппарата, космический центр имени Хруничева, гарантирует, что “КазСат-2” прослужит не менее 12-ти лет.

С момента подписания договора о создании спутника проект несколько раз перерабатывался, а сам запуск откладывался, по меньшей мере, три раза. В результате “КазСат-2” получил принципиально новую элементную базу и новый алгоритм управления. Но самое главное, на спутнике были смонтированы новейшие и очень надежные навигационные приборы, производства французского концерна ASTRIUM.

Это гироскопический измеритель вектора угловой скорости и астродатчики. С помощью астродатчиков спутник ориентирует себя в пространстве по звездам. Именно отказ навигационного оборудования привел к тому, что первый “КазСат” был фактически потерян в 2008-м году, что почти вызвало международный скандал.

2. Путь ракеты с подключенными к ней системами энергоснабжения и термостатирования головной части, где расположены разгонный блок “Бриз-М” и спутники занимает около 3-х часов. Скорость движения специального железнодорожного состава 5-7 километров в час, состав обслуживает команда специально подготовленных машинистов.

Еще одна группа сотрудников службы безопасности космодрома осматривает железнодорожные пути. Малейшая не расчетная нагрузка может повредить ракету. В отличие от своего предшественника, “КазСат” стал более энергоемким.

Количество передатчиков увеличилось до 16-ти. На “КазСате-1” их было 12. А суммарная мощность транспондеров увеличена до 4 с половиной киловатт. Это позволит прокачивать на порядок больше всевозможных данных. Все эти изменения отразились на стоимости аппарата. Она составила 115 миллионов долларов. Первый аппарат обошелся Казахстану в 65 миллионов.

3. За всем происходящим спокойно наблюдают обитатели местной степи. Корабли пустыни)

4. Размеры и возможности этой ракеты на самом деле поражают воображение. Ее длина составляет 58,2 метра, масса в заправленном состоянии 705 тонн. На старте тяга 6-ти двигателей первой ступени ракетоносителя составляет около 1 тыс. тонн. Это позволяет выводить на опорную околоземную орбиту объекты массой до 25-ти тонн, а на высокую геостационарную (30 тыс. км. от поверхности Земли)- до 5-ти тонн. Поэтому “Протон-М” незаменим, когда речь идет о запуске телекоммуникационных спутников.

Двух одинаковых космических аппаратов просто не бывает, потому что каждый космический аппарат - это совершенно новые технологии. За короткий период, бывает так, что приходится менять совершенно новые элементы. В “КазCате-2” применены те новые передовые технологии, которые на тот момент уже были. Была поставлена часть оборудования европейского производства, в части той, где у нас были отказы на “КазСат-1”. Я думаю, что оборудование, которое у нас сейчас работает на “КазСат-2” должно показать хорошие результаты. Оно имеет достаточно хорошую летную историю

5. На космодроме в настоящее время имеются 4 стартовые позиции для ракетоносителя “Протон”. Однако, только 3 из них, на площадках № 81 и № 200 находятся в рабочем состоянии. Ранее пусками этой ракеты занимались только военные из-за того, что работа с токсичным топливом требовала жесткого командного руководства. Сегодня комплекс демилитаризирован, хотя в составе боевых расчетов очень много бывших военных, снявших погоны.

Орбитальная позиция второго “КазСата” стала намного удобнее для работы. Это 86 с половиной градусов восточной долготы. Зона покрытия включает всю территорию Казахстана, часть Центральной Азии и России.

6. Закаты на космодроме “Байконур” исключительно технологические! Массивная конструкция чуть правее центра снимка - это “Протон-М” с подведенной к нему фермой обслуживания. С момента вывоза ракеты на стартовую позицию площадки № 200, и до момента старта проходит 4 суток. Все это время проводится подготовка и тестирование систем “Протона-М”. Примерно за 12 часов до старта проводится заседание государственной комиссии, которая дает разрешение на заправку ракеты топливом. Заправка начинается за 6 часов до старта. С этого момента все операции становятся необратимыми.

7. Какую же выгоду получает наша страна обладая собственным спутником связи? Прежде всего - это решение проблемы информационного обеспечения Казахстана. Свой спутник поможет расширить спектр информационных услуг для всего населения страны. Это услуга электронного правительства, интернета, мобильной связи. Самое главное, что казахстанский спутник позволит частично отказаться от услуг иностранных телекоммуникационных компаний, предоставляющих нашим оператором услуги по ретрансляции. Речь идет о десятках миллионов долларов, которые будут теперь уходить не за рубеж, а поступать в бюджет страны.

Виктор Лефтер, президент Республиканского центра космической связи:

Казахстан имеет достаточно большую территорию, по сравнению с другими странами. И надо понимать, что в каждый населенный пункт, в каждую деревенскую, сельскую школу мы не сможем подать те услуги связи, которые ограничены средствами кабельных и других систем. Космический аппарат решает эту проблему. Практически закрывается вся территория. Более того, не только территория Казахстана, но и часть территории соседних государств. И спутник - это стабильная возможность обеспечения связью

8. Различные модификации ракетоносителя “Протон” эксплуатируются с 1967-го года. Его главным конструктором был академик Владимир Челомей и его КБ (в настоящее время - КБ «Салют», филиал ГКНПЦ им. М.В.Хруничева). Можно смело утверждать, что все впечатляющие советские проекты по освоению околоземного пространства и изучению объектов Солнечной системы были бы неосуществимы без этой ракеты. Кроме того, “Протон” отличается очень высокой для техники подобного уровня надежностью: за все время его эксплуатации было произведено 370 пусков, из них 44 - неудачные.

9. Единственный и главный недостаток “Протона” - это крайне токсичные компоненты топлива: несимметричный диметилгидразин (НДМГ), или как его еще называют "гептил" и азотный тетраоксид ("амил"). В местах падения первой ступени (это территории в районе города Джезказгана), происходит загрязнение окружающей среды, что требует проведения дорогостоящих операций по ее очистке.

Ситуация серьезно усугубилась в начале 2000-х, когда произошло подряд три аварии ракетоносителя. Это вызвало крайнее недовольство властей Казахстана, потребовавших от российской стороны больших компенсаций. С 2001-го года старые модификации ракетоносителя были заменены на модернизированный “Протон-М”. В нем стоит цифровая система управления, а также система стравливания не сгоревших остатков топлива в верхних слоях ионосферы.

Таким образом, удалось существенно снизить ущерб для окружающей среды. Кроме того, разработан, но пока еще остается на бумаге проект экологически безопасного ракетоносителя “Ангара”, который использует в качестве компонентов топлива керосин и кислород, и который должен постепенно заменить “Протон-М”. Кстати, комплекс ракетоносителя “Ангара”на “Байконуре” будет называться “Байтерек” (в переводе с казахского “Тополь”.)

10. Именно надежность ракеты в свое время привлекла американцев. В 90-х годах было создано совместное предприятие ILS, которое позиционировало ракету на американском рынке телекоммуникационных систем. Сегодня большинство американских спутников связи гражданского назначения запускаются “Протоном-М” с космодрома в казахстанской степи. Американский SES-3 (принадлежащий компании SES WORLD SKIES), который находится в головной части ракеты вместе с казахстанским “КазСатом-2” - один из множества запускаемых с “Байконура”.

11. Кроме российского и американского флагов, на ракете размещен казахстанский а также эмблема Республиканского центра космической связи - организации, которая сегодня владеет и управляет спутником.

12. 16 июля 2011-го года 5 часов 16 минут и 10 секунд утра. Кульминационный момент. К счастью, все проходит благополучно.

13. Через 3 месяца после запуска. Молодые специалисты - ведущий инженер отдела управления спутником Бекболот Азаев, а также его коллеги инженеры Римма Кожевникова и Асылбек Абдрахманов. Вот эти ребята и управляют “КазСатом-2”.

14. Акмолинская область. Небольшой, и до 2006-го года ничем не примечательный районный центр Акколь получил широкую известность 5 лет назад, когда здесь построили первый в стране ЦУП - центр управления полетами орбитальных спутников. Октябрь здесь холодный, ветреный и дождливый, однако именно сейчас наступает самая горячая пора для тех людей, которые должны придать спутнику “КазСат-2” статус полноценного и важного сегмента казахстанской телекоммуникационной инфраструктуры.

15. После потери первого спутника в 2008-м году в Аккольском центре космической связи была проведена серьезная модернизация. Она позволяет уже сейчас управлять сразу двумя аппаратами.

Бауржан Кудабаев, вице-президент Республиканского центра космической связи:

Было установлено специальное программное обеспечение, поставлено новое оборудование. Перед вами стойка командно-измерительной системы. Это поставка американской фирмы Vertex, как и было на “КазСат-1”, но уже новой модификации, улучшенная версия. Применены разработки компании “Российские космические системы”. Т.е. это все - разработки сегодняшнего дня. Новые программы, оборудование элементная база. Все это улучшает работу с нашим космическим аппаратом

16. Дархан Марал, начальник центра управления полетом на рабочем месте. В 2011-м в Центр пришли молодые специалисты, выпускники российских и казахстанских вузов. Их уже научили работать, и как утверждают в руководстве РЦКС, с кадровым пополнением проблем нет. В 2008-м ситуация была намного печальнее. После потери первого спутника, значительная часть высокообразованных людей покинула центр.

17. Октябрь 2011-го был еще одним кульминационным моментом в работе над казахстанским спутником. Завершились его летно-конструкторские испытания, и начались так называемые зачетные испытания. Т.е. это был как бы экзамен для производителя на функциональность спутника. Происходило все следующим образом. На “КазСат-2” подняли телевизионный сигнал.

Затем несколько групп специалистов отправились в разные регионы Казахстана и замеряли параметры этого сигнала, т.е. насколько корректно сигнал ретранслирует спутник. Замечаний не возникло, и в конце концов специальная комиссия приняла акт о передаче спутника казахстанской стороне. С этого момента эксплуатацией аппарата занимаются казахстанские специалисты.

18. До конца ноября 2011-го в космическом центре “Акколь” работала большая группа российских специалистов. Они представляли субподрядные организации по проекту “КазСат-2”. Это ведущие компании российской космической отрасли: Центр им. Хруничева, который разработал и построил спутник, конструкторское бюро “Марс”(оно специализируется в области навигации орбитальных спутников), а также корпорация “Российские космические системы”, разрабатывающая программное обеспечение.

Вся система делится на две составляющие. Это, собственно, сам спутник и наземная инфраструктура управления. По технологии сначала подрядчик должен продемонстрировать работоспособность системы - это монтаж оборудования, его отладка, демонстрация функциональных возможностей. После всех процедур - обучение казахстанских специалистов.

19. Центр космической связи в Акколе - это одно из немногих мест в нашей стране, где сложилась благоприятная электромагнитная обстановка. На многие десятки километров вокруг здесь отсутствуют источники излучения. Они могут создать помехи и помешать управлению спутником. 10 больших параболических антенн направлены в небо в одну единственную точку. Там на большом расстоянии от поверхности Земли - это более 36-ти тысяч километров висит небольшой рукотворный объект - казахстанский спутник связи “КазСат-2”.

Большинство современных спутников связи геостационарные. Т.е. их орбита построена таким образом, что как бы зависает над одной географической точкой, и вращение Земли практически не оказывает на эту стабильную позицию никакого влияния. Это позволяет с помощью бортового ретранслятора прокачивать большие объемы информации, уверенно принимать эту информацию в зоне покрытия на Земле.

20. Еще одна любопытная деталь. По международным правилам допустимое отклонение спутника от точки стояния может составлять максимум пол-градуса. Для специалистов ЦУПа -удержать аппарат в заданных параметрах - ювелирная работа, требующая высочайшей квалификации специалистов-баллистиков. В центре будет работать 69 человек, из них 36 - это технические специалисты.

21. Вот это и есть главный пульт управления. На стене большой монитор, куда стекается вся телеметрия, на полукруглом столе несколько компьютеров, телефоны. Вроде бы все очень просто…

23. Виктор Лефтер, президент Республиканского центра космической связи:
- Мы будем расширять казахстанскую флотилию до 3-х, 4-х, а возможно даже - до 5-ти cпутников. Т.е. чтобы была постоянна замена аппаратов, резерв был, и чтобы наши операторы не испытывали такой острой необходимости использовать изделия других государств. Чтобы мы были обеспечены своими резервами.”

24. В настоящее время резервирование управления спутником осуществляется из Москвы, где расположен космический центр им. Хруничева. Однако, Республиканский центр космической связи намерен резервировать полет c казахстанской территории. Для этого сейчас строится второй ЦУП. Он будет расположен в 30-ти километрах севернее Алматы.

25. В планах Национального космического агентства Казахстана предстоящий в 2013-м году запуск третьего спутника “КазСат-3”. Контракт на его разработку и производство был подписан в 2011-м году во Франции, на аэрокосмическом салоне в ле Бурже. Спутник для Казахстана строит НПО им.академика Решетнева, которое расположено в российском городе Красноярске.

26. Интерфейс оператора отдела управления. Так он выглядит сейчас.

На видео можно увидеть, как был запущен этот спутник.

Читайте наше сообщество также вконтакте, где огромный выбор видеосюжетов по тематике "как это сделано" и в фейсбуке.

Новая серия космических спутников Илона Маска, запущенная на орбиту, вдвое увеличила количество сателлитов интернет-проекта Starlink. В то время как скептики говорят об опасности замусоривания космоса над Землей, свои идеи развивают и конкуренты Маска - Project Kuiper Джеффа Безоса, собственные проекты Марка Цукерберга и международная сеть OneWeb, обещающая космический интернет уже в 2021 году. Руководитель «Роскомсвободы» Артем Козлюк объясняет, как будет работать космический интернет, какие риски возникнут из-за него для общества и государств и как его появление скажется на свободе интернета.

Как это работает

В ноябре космическая компания Илона Маска SpaceX запустила новую партию околоземных спутников в рамках проекта по созданию дешевого и быстрого спутникового интернета - Starlink. Как и в прошлый раз, на орбиту вышло 60 сателлитов - теперь их стало 122, включая два тестовых. Всего планируется запустить около 42 тысяч спутников на разных орбитах высотой от 238 до 580 км: в октябре стало известно , что SpaceX подала в Федеральную комиссию по связи США (FCC) заявки на размещение 30 тысяч дополнительных спутников Starlink.

Пока что запуски спутников космической интернет-системы проходят успешно. Глядя на видеозаписи приземления первой ступени Falcon 9, которая уже четвертый раз успешно села на платформу в Атлантическом океане с романтическим названием Of Course I Still Love You («Конечно, я по-прежнему люблю тебя»), нельзя не испытать отчасти детский, отчасти научный восторг.

Удивительно, что еще в 2015 году проект был только в разработке, в 2018-м были созданы прототипы спутников, а уже сегодня мы видим, как воплощается новая глобальная идея Маска, выходящая за рамки устоявшейся парадигмы. Стремительность и игра вне правил в хорошем смысле - главные козыри известного предпринимателя и инженера. Его проекты, конечно, критикуют в том числе за хайп или несоразмерность вложенных усилий относительно результата. Но поиск нового и нестандартного - это всегда ошибки и критика со стороны. И, конечно, конкуренты.

Почему с космическим интернетом не все так просто

Один из главных аргументов против такого количества спутников рядом с Землей - резкий всплеск «космического замусоривания». Кроме понятного и очевидного техногенного засорения, которое возрастает из-за непредвиденных столкновений уже летающих по околоземным орбитам рукотворных объектов и их осколков, ученые опасаются того, что спутники SpaceX из-за своей яркости могут затмевать звезды. Если это произойдет, астрономы не смогут наблюдать Вселенную с Земли.

«Если в небе много-много ярких движущихся объектов, это чрезвычайно усложняет нашу работу. Это потенциально угрожает самой науке астрономии», - рассказал The New York Times астроном Джеймс Ловенталь.

Согласно оценкам Европейского космического агентства (ESA), 42 тысячи спутников от Starlink - это в 8 раз больше, чем нынешнее число всех спутников на орбите. Серия катастрофических столкновений может превратить околоземное пространство в минное поле обломков. В наихудшем случае спиральная мусорная катастрофа может запереть человечество на Земле, лишив возможности запускать новые космические аппараты. Как вам такой сценарий?

В наихудшем случае спиральная мусорная катастрофа может запереть человечество на Земле

Инженеры Starlink пытаются решить проблемы разными путями: строя планы перемещения спутников на более высокие орбиты, обещая покрасить свои спутники в черный цвет на сторонах, обращенных к Земле, делая их менее отражающими и даже планируя заранее выводить их из строя, направляя в атмосферу Земли после нескольких лет эксплуатации, чтобы все их детали полностью в ней сгорали. Удастся ли им все это, покажет время. Но кроме этого Starlink надо следить и за конкурентами, в первую очередь за OneWeb, Athena от Facebook и Project Kuiper от Amazon.

Конкуренты

У Facebook есть своя программа раздачи интернета с помощью сверхвысотных беспилотников, которая постоянно трансформируется. Последние сведения о ней относятся к началу 2019 года, когда стало известно , что Facebook начал сотрудничество с Airbus в рамках проекта Zephyr. Вместе с тем есть информация и о космическом проекте Марка Цукерберга. Корпорация Facebook в 2018 году создала дочернюю компанию PointView Tech, которая работает над спутником Athena, способным доставлять данные в 10 раз быстрее, чем Starlink. Подробностей об том проекте мало — похоже, он еще на стадии предварительных согласований.

Project Kuiper - самый молодой из спутниковых мегапроектов. Но, зная возможности не менее амбициозного, чем Маск, главы Amazon Джеффа Безоса, можно сделать ставку на быстрый разгон. Тем более что у Безоса есть своя аэрокосмическая компания Blue Origin, занимающаяся разработкой собственной космической ракеты New Glenn. Blue Origin уже подписала контракты на многозапускное соглашение с Telesat - еще одной компанией, которая разрабатывает спутники на низкой околоземной орбите с предоставлением широкополосных услуг по всему миру. Спутники от Amazon будут располагаться на орбитах, схожих со Starlink: 590 км, 610 км и 630 км. В планах проекта - развернуть 3236 спутников.

На текущий момент у Amazon в рамках проекта Kuiper открыто 146 вакансий, что говорит о серьезности намерений и вполне конкретных целях. Amazon ведет активную переписку с FCC о регистрации своей спутниковой системы.

В свою очередь, OneWeb - это международный космический проект по созданию группировки из большого количества спутников для обеспечения широкополосным доступом интернет-пользователей по всему миру за счет полного охвата поверхности Земли. Спутники будут находиться на орбитах 800 и 950 км. Инвесторами проекта OneWeb выступают такие известные компании, как Airbus Group, Intelsat, Qualcomm Incorporated, The Coca-Cola Company и др. На сайте OneWeb обещают, что в 2021 году уже начнется предоставление глобальных интернет-услуг. Для этого на орбиту будут выведены сотни микроспутников.

В OneWeb главной миссией объявили построение глобальной коммуникационной сети, чтобы обеспечить связью ту половину населения планеты, которая ее не имеет. В проекте участвуют и российские компании. В 2015 году «Роскосмос» заключил с проектом OneWeb контракт на запуск спутников с помощью 21 ракеты-носителя «Союз». Спутники будут запускаться в 2019–2021 годах с космодромов Байконур (Казахстан), Восточный (Россия) и Куру (Французская Гвиана). Сумма контракта - один миллиард долларов. В феврале этого года «Роскосмос» сообщил , что с космодрома Куру во Французской Гвиане была запущена ракета-носитель «Союз-СТ-Б», которая доставила на орбиту первые спутники для проекта OneWeb.

Как это будет работать в России

Участие «Роскосмоса» в OneWeb могло и не состояться. Год назад ФСБ выступила против развертывания над территорией России иностранного проекта спутниковой связи. Как заявил тогда представитель российской спецслужбы Владимир Садовников, система OneWeb несет угрозу национальной безопасности и ее можно использовать для разведки.

Судя по всему, идет борьба за то, где именно будут располагаться наземные станции для покрытия территории России спутниковым интернетом. Очевидно, ФСБ хочет, чтобы станции находились в России, а не на территории сопредельных стран. В случае отказа российские спецслужбы, не исключаю, попробуют каким-то образом и «поглушить» сигнал спутниковых интернет-раздач, но это задача нетривиальная, я не думаю, что Россия уже готова развернуть такую борьбу полномасштабно, тем более в ближайший год. Узнать мы об этом никак пока не сможем - это всё секретные бюджеты, в принципе неизвестно, сформированы ли они уже или еще нет. Также мы не знаем, каким образом будет происходить прием-передача интернет-трафика у конечных потребителей. Самый очевидный вариант приема - спутниковая тарелка в том или ином виде, а, может, «космические проекты» придумают какие-то более портативные приемные модули. С передачей вопрос тоже открытый и более сложный. Возможно, будет комбинированный вариант с использованием имеющихся сетей, а, может, эти проекты придумают какие-то одомашненные устройства передачи до базовых станций. Таких подробностей построения сетей я пока не увидел.

Российские спецслужбы могут попробовать «поглушить» сигнал спутниковых интернет-раздач, но это задача нетривиальная

Спецслужбам, конечно, хотелось бы иметь над ними контроль с принуждением OneWeb, Starlink и других к прямому взаимодействию, иначе коммуникации граждан через спутниковую сеть вырвутся из-под их пристального взгляда. Но пока это проблема даже для обычного интернета. Не то чтобы у нас «на ура» работала СОРМ, «прокачанная» до «пакета Яровой» (СОРМ - «Система технических средств для обеспечения функций оперативно-разыскных мероприятий»). По многочисленным свидетельствам с операторского рынка не ко всем интернет-провайдерам может в принципе дойти «товарищ майор» с требованием предоставить канал до пульта местного отделения ФСБ. А те «коробочки», что стоят, не факт, что работают, а не просто были установлены «для галочки» в рамках освоения средств аффилированными со спецслужбой конторами, зарабатывающими на установке железа СОРМ.

При этом системы третьего поколения «Яровая+» - тоже тот еще долгострой с проблемами сертификации. Даже при полном их внедрении остается проблема прочтения зашифрованного трафика: еще три года назад доля HTTPS-трафика в интернете превысила 50% . Даже если ФСБ будет иметь доступ ко всему трафику пользователей, это будет напоминать поиск иголки в стоге сена, которое и само по себе эфемерно.

Юридические вопросы

До сих пор нет пока и четкого разъяснения от всех перечисленных спутниковых проектов - на каких условиях и по какой схеме должны подключаться пользователи к космическому интернету. Непонятно даже, какие из них будут коммерческими проектами, берущими деньги с потребителей, а какие - с условно бесплатным доступом. Например, мы же не платим напрямую спутниковым компаниям за использование GPS и ГЛОНАСС, но платим за гаджеты с включенным туда модулем. Будут ли эти проекты развиваться при участии государств или будет прямая связь с пользователями? На все эти вопросы мы, скорее всего, получим ответы уже ближе к началу эксплуатации этих систем - через год-другой.

Окажется ли одна из спутниковых систем по всемирной раздаче интернета под госконтролем в России - вопрос тоже открытый. Но если у подобных проектов Маска, Безоса, Цукерберга и других появятся наземные станции на территории РФ, это покажет, что взаимодействие с российскими спецслужбами началось, однако в какой фазе - нам вряд ли удастся узнать, если не случится сливов изнутри.

Поэтому при коммуникации в интернете в первую очередь надо надеяться на себя, повышая свою защищенность и используя сервисы, которые делают ее конфиденциальной и скрытой от посторонних глаз. Благо таких инструментов сейчас много и у них небольшой порог входа.

Ну а космическому интернету быть! Право на доступ в сеть становится одним из базовых прав человека в цифровую эпоху, а без спутников этого в полной мере не добиться.

Артем Козлюк - руководитель общественной организации « РосКомСвобода » , член экспертного совета при комитете Госдумы по инфополитике, ИТ и связи