Состояние и развитие орбитальных станций
Орбитальные средства в зависимости от их принадлежности условно могут быть разделены на несколько больших групп: гражданские КА, коммерческие КА и военные КА. Эти группы, в свою очередь, можно разбить на подгруппы КА по целевому назначению: КА связи, КА дистанционного зондирования Земли, КА навигационного обеспечения, К А метеорологического обеспечения, исследовательские и экспериментальные КА, пилотируемые КА, разведывательные КА.
Условное деление КА по принадлежности и по целевому назначению представлено на первом рисунке. Заметим, что деление связных КА на низковысотные и геостационарные принципиально важно, так как это аппараты разного класса.
Число запускаемых в мире КА имеет устойчивую тенденцию к росту, хотя в отдельные годы может и уменьшаться. Если за десятилетний период с 1991 по 2000 г. в мире было выведено в космос около 1100 КА, то в период с 2001 по 2010 г. прогнозируется запуск примерно 2000 КА.
Как видно из рис., начало 2000-х гг. характеризуется значительным увеличением числа запускаемых КА. Это объясняется
развертыванием низкоорбитальных систем мобильной связи Orbcomm, GlobalStar и систем широкополосной мультимедийной связи Teledesic, Spaceway, CyberStar/Sky Bridge и др.
Следует ожидать, что число запускаемых коммерческих КА связи в 2001-2010 гг. составит примерно 1500 , т.е. более 70 % от общего числа запускаемых КА или до 50 % от общего объема рынка КА.
Такое большое число связных КА отражает стремительный прогресс в развитии всех видов связи. Вызванный потребностью в информационном обеспечении различных видов человеческой деятельности, этот прогресс подготовлен совершенствованием электронных технологий, методов передачи и обработки сигналов. Скорость совершенствования того или иного вида связи при этом определяла наибольшая эффективность инвестиций в различные периоды времени.
Развитие спутниковой связи имеет свои особенности, которые объясняются использованием ракетно-космической техники, повышенными рисками инвесторов, с ложностью инфраструктуры средств управления спутниками, необходимостью их периодической замены из-за физических ограничений сроков службы, а также неизвестностью на начальных этапах создания спутников всех факторов, влияющих на работу аппаратуры в космосе.
Если на первом этапе спутники использовались для организации магистральных линий связи большой протяженности, то с совершенствованием технической базы начали создаваться региональные и корпоративные сети на основе терминалов типа VSAT (терминалы со сверхмалой апертурой антенны). Спутники связи стали использоваться также массовыми конечными потребителями для приема каналов телевидения.
Рынок немедленно отреагировал на это увеличением числа спутников для телевидения и совершенствованием стандартов цифрового телевидения, позволяющих не только повысить качество сигналов, но и принимать с одного спутника на одну небольшую антенну сотни телевизионных программ. Сейчас до 70 % ресурсов спутников связи занято телевидением, и в ближайшие годы это соотношение сохранится.
Спутниковая связь сегодня позволяет решать любые задачи и предоставлять самый широкий спектр услуг. Реальные ограничения определяются только возможностями производителей спутников и объемом привлеченных инвестиций. Кроме связи широкое коммерческое использование космических средств прогнозируется для решения задач ДЗЗ. Однако это использование не будет столь же масштабным, как в интересах связи.
Вывод Советским Союзом 4 октября 1957 г. искусственного спутника на орбиту вокруг Земли положил начало космической гонке, которая к настоящему времени достигла небывалых масштабов. На начальном ее этапе, проходившем в условиях «холодной» войны, главные побудительные причины, задававшие тон в этом марафоне, носили политический и военный характер. Престиж и безопасность (в широком понимании) государства — вот…
Сети слежения за КА (наземные комплексы управления — НКУ, по отечественной терминологии командно-измерительные комплексы — КИК) начали создаваться за рубежом в конце 1950-х гг., с запуском первых КА США. До середины 1960-х гг. НКУ существовали только в США и в СССР. В дальнейшем НКУ были созданы другими странами, международными консорциумами и отдельными частными фирмами. В…
Одним из основных факторов, влияющих на эффективность использования космических систем, является их надежность. В период 1950-1980 гг. недостаточно высокий уровень надежности космических средств, прежде всего ракет-носителей и космических аппаратов, приводил к большому числу аварий и в значительной степени сдерживал развитие ракетно-космической отрасли, использование ее достижений в научных и прикладных програм-мах, развитие международного рынка космических изделий…
Новые результаты, интересные с научной точки зрения и имеющие перспективу промышленного использования, получены в области биотехнологий. Благодаря выращиванию в космосе достаточно больших и совершенных монокристаллов протеинов значительно ускоряется определение трехмерной молекулярной структуры бел ков, что позволяет эффективно проводить работу по целенаправленной перестройке белков методами генной инженерии и значительно (в 3-5 раз) сокращать затраты времени и…
Более двадцати пяти лет назад в Семипалатинске был произведен первый энергопуск ядерного реактора ИВГ-1,с помощью которого была начата отработка конструкции ядерного ракетного двигателя. Уже тогда предполагали,что такой двигатель понадобится во время полета человека к Марсу. Позднее трудности с финансированием науки затормозили работу, но планируемая на 2017 г. экспедиция к Марсу оживила интерес к ядерному двигателю….
Выбор проектных характеристик космических радиолиний является сложной инженерной задачей и требует учета большого числа различных факторов, влияющих на энергетику радиолиний и качество передачи информации на требуемые дальности. Рассмотрим выражение, определяющее зависимость максимальной дальности связи D от параметров космической радиолинии, где Р — мощность передатчика; S6, S3 — эффективные площади бортовой и наземной антенн; hS —…
В резолюции № 41/65 Генеральной Ассамблеи ООН от 3 декабря 1986 г. были одобрены «Принципы, касающиеся дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) из космического пространства». Принципы определяют применимость международного права в отношениях субъектов и исключают наличие правового вакуума в их деятельности по дистанционному зондированию Земли. Такая деятельность осуществляется в соответствии с международным правом, включая Устав ООН, Договор…
Новые технологии, носящие революционный характер, существенным образом повлияют на облик, характеристики и стоимостные показатели орбитальных средств XXI в. Эксперты выделяют следующие основные направления, определяющие разработки перспективных КА: Бортовая обработка, источники питания, средства связи. Новые принципы использования КА, заключающиеся в оплате потребителями услуг только тогда, когда они ими пользуются, повлекли за собой необходимость создания бортовых средств…
В настоящее время в мире существует одна действующая многоразовая космическая система — американская Space Shuttle. Регулярные эксплуатационные запуски МТКС начались в ноябре 1982 г. По состоянию на 1 января 1999 г. осуществлено 93 полета, один из которых (двадцать пятый) завершился катастрофой МТКС с утратой орбитальной ступени (ОС) Challenger. МТКС Space Shuttle представляет собой двухступенчатую ракетную…
В настоящее время в ведущих ракетно-космических странах мира проводятся интенсивные работы по созданию перспективных средств выведения. Позади длительный, сорокалетний (1957-1997 гг.) период создания ракет-носителей на основе боевых ракет. Значительное числомодификаций базовых моделей, разработанных в отмеченный период, созданы путем модернизации отдельных элементов РН в рамках установленных компоновочных схем. Эволюционный период совершенствования РН завершается, потенциальные возможности старых…