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.
Носителями тяжелого класса из числа зарубежных стран располагают США, страны Европейского космического агентства (ЕКА) и Япония. Первые тяжелые носители были созданы американцами в 1964-1967 гг. для обеспечения лунной программы Apollo. Самый мощный из них Saturn-5 позволял выводить на околоземную орбиту высотой 500 км полезный груз массой около 120 т. С завершением программ Apollo и Skylab…
Китай эксплуатирует КА военного и двойного применения для связи, метеообеспечения, ДЗЗ, а также запускает экспериментальные КА, в том числе военные. Для управления этими КА предназначен многопунктный, организационно единый НКУ, эксплуатируемый Китайским объединением по запускам, слежению, телеметрии и управлению КА. Это объединение подчинено Комитету по оборонной науке, технике и оборонной промышленности (КОНТОП) Госсовета. В состав НКУ…
В конце 1970-х гг. в нашей стране и в США было начато решение задачи по разработке и развертыванию глобальных навигационных систем ГЛОНАСС и Navstar. B составе которых должны были функционировать 24 полноразмерных КА (21 основной + 3 резервных). Существенное увеличение числа КА в системе значительно усложнило решение задачи развертывания в установленные сроки. В 1990-е гг….
Важнейшей составной частью системы средств выведения являются разгонные блоки (РБ), называемые также межорбитальными буксирами. Разгонные блоки обеспечивают перемещение выводимых полезных грузов с орбиты на орбиту или направление их на отлетные и межпланетные траектории. Для этого РБ должны иметь возможность выполнять один или несколько маневров, связанных с изменением скорости полета, для чего в каждом случае предполагается…
Космодром Байконур основан в 1955 г. как испытательный полигон ракетно-космической техники. На космодроме Байконур производятся подготовка и пуски ракет-носителей легкого, среднего и тяжелого классов. Международное сотрудничество России в области космоса в значительной степени ориентировано на использование возможностей космодрома Байконур. На долю космодрома Байконур приходится свыше 50 % запусков КА, в том числе все запуски на…
При создании космических средств (на этапах задания требований, изготовления космических средств, строительства объектов космической инфраструктуры,летных испытаний) должна создаваться и соответствующая им система эксплуатации. На заре создания и эксплуатации космической техники система эксплуатации не разрабатывалась каждый главный конструктор под создаваемую технику закладывал свою нормативную базу эксплуатации. Это предопределяло неупорядоченное функционирование системы эксплуатации космических средств (СЭ КСр)…
При создании европейских носителей использовался принцип постепенного совершенствования существующих систем, считающийся традиционным в самолетостроении. Это показывают различные модификации РН, в том числе РН Ariane-4. В отличие от них тяжелая Ariane-5 – новый шаг вперед во всех отношениях, поэтому эта РН, как предполагают западноевропейские специалисты, должна стать первой моделью новой серии. С помощью РН Ariane-5 предусматривается…
Национальное управление Японии по космосу NASDA (НАСДА) разрабатывает и эксплуатирует КА связи, ДЗЗ, метеообеспечения и другие, имеющие двойное назначение. Научные КА ведет Институт авиационно-космических исследований ISAS (ИСАС). Обе организации имеют собственные ЦУ КА и КИПы. Однако на некоторых КИПах, расположенных вне территории Японии, по-видимому, установлены средства обеих организаций, которые при необходимости используются совместно. Здесь НКУ…
Существенное возрастание сложности РКТ, разработка КА длительного функционирования и высокие требования к безотказности внесли принципиальные изменения в методологию обеспечения и контроля их надежности. Основное внимание при обеспечении и контроле надежности РКТ было направлено на анализ причин потенциальных и имевших место при испытаниях отказов, разработку эффективных мероприятий по их предупреждению. Основные принципы современной методологии обеспечения и…
Ракета-носитель “Старт-1” создана Научно-техническим центром (НТЦ) “Комплекс” Московского института теплотехники (МИТ), который хорошо известен как создатель межконтинентальных баллистических ракет, в том числе МБР “Тополь” (SS-25), ставшей прообразом нового носителя. РН “Старт-1” предназначена для вывода малых космических аппаратов на низкие околоземные орбиты. Уже было проведено два успешных пуска этой ракеты-носителя с космодрома Свободный с экспериментальным КА…