Прошло более месяца с тех пор, как 23 марта был осуществлен запуск первых шестнадцати серийных космических аппаратов, входящих в состав формируемой низкоорбитальной российской системы связи «Рассвет». Данная система представляет собой значительно упрощенную и облегченную аналоговую версию американского проекта Starlink. Это крайне востребованный проект, который с нетерпением ожидают военные структуры. Возникает закономерный вопрос: когда же наша отечественная система сможет полноценно функционировать?
Хочу подробнее остановиться на процессе выведения спутников на орбиту. Российская компания «Бюро 1440» активно занимается созданием низкоорбитальной спутниковой группировки, которая должна обеспечить широкополосный доступ к сети интернет для пользователей по всей территории Российской Федерации. Планируется, что скорость соединения достигнет 1 гигабита в секунду при максимальной задержке сигнала не более 70 миллисекунд.
Предполагается, что группировка будет полностью сформирована в ближайшие несколько лет. Уже к 2026 году на орбите должно находиться 156 аппаратов «Рассвет-3». В перспективе, при полном развертывании системы, количество спутников планируется увеличить до 886 единиц. На данный момент уже успешно запущены и прошли испытания несколько аппаратов «Рассвет-1» массой 80 кг и «Рассвет-2», каждый из которых весит 120 кг.
Детали выведения и масса спутников
Как же технически задуман процесс выведения спутников «Рассвет-3»? Для их запуска использовалась ракета-носитель «Союз-2.1б» без установки разгонного блока «Фрегат-М». Третья ступень ракеты вывела связку спутников на опорную орбиту, после чего они отделились. Затем Центр управления полетом провел все необходимые проверки и включил бортовую электронику. Далее каждый спутник с помощью собственных электроракетных двигателей должен самостоятельно подняться на рабочую орбиту высотой 800 километров, чтобы занять свою расчетную точку.
Швейцарская компания s2a Systems 24 марта опубликовала снимки, на которых видны все шестнадцать аппаратов «Рассвет-3», а также третья ступень ракеты-носителя и небольшой спутник ОБЗП1, запущенный вместе с ними. Орбита ОБЗП1 известна: перигей составляет 290 км, а апогей — 324 км, наклонение плоскости орбиты — 82,3 градуса. Предположительно, на аналогичной орбите находятся и спутники «Рассвет-3».
Изначально технология предусматривала прямой вывод этих спутников на целевую орбиту в 800 км. Именно так два года назад запускали три спутника «Рассвет-2» при помощи «Союз-2.1б» и разгонного блока «Фрегат-М». Для примера, один из аппаратов «Рассвет-2» №2 сейчас находится на орбите с перигеем 783,7 км и апогеем 801,9 км, наклонением 98,7 градуса и периодом обращения 100,6 минут.
Почему же изменилась схема выведения для «Рассветов-3»? Все дело в массе. «Рассвет-3» весит уже 370 кг, в то время как его предшественник весил 120 кг, и его размеры также значительно увеличились. Ракета «Союз-2.1б» физически не способна вывести на орбиту такую совокупную массу, как у 16 аппаратов «Рассвет-3», вместе с «Фрегатом-М» и необходимым запасом топлива. Остается не до конца понятным, почему было принято решение запускать сразу 16 спутников. Если бы, к примеру, запускали 10 аппаратов, их можно было бы доставить напрямую на рабочую орбиту. Ответ на этот вопрос, вероятно, известен разработчику, но он пока не дает комментариев.
Причины значительного увеличения массы
Здесь мы подходим к главному вопросу: почему же «Рассвет-3» такой тяжелый? Ответ кроется в его возможностях. Серийные спутники этой серии кардинально отличаются от «Рассвета-2». Они функционируют в двух диапазонах частот: Ku-диапазоне (11–19 ГГц) и Ka-диапазоне (19–40 ГГц). Кроме того, аппараты оснащены связью стандарта 5G NTN, лазерными межспутниковыми терминалами нового поколения и плазменными двигателями.
Крайне важно, что для реализации поставленных задач была разработана технология, позволяющая использовать в космических условиях компоненты индустриального, а не специализированного космического класса. Это дает возможность применять более дешевые комплектующие, которые проще приобрести. Однако их использование может приводить к увеличению массы и энергопотребления. Также было принято стратегическое решение полностью отказаться от импортных элементов и перейти на использование всех критически важных узлов собственной разработки, адаптированных под требования серийного производства. Это абсолютно правильный подход с точки зрения надежности, но он также ведет к утяжелению спутника. В результате «Рассвет-3» оказался в три раза массивнее «Рассвета-2». Это может существенно повлиять на процесс довыведения аппаратов на целевую орбиту. На данный момент многие спутники, включая английскую систему OneWeb, выводятся на низкую опорную орбиту, откуда они самостоятельно добираются до рабочей точки. Система OneWeb насчитывает 588 аппаратов, работающих на высоте 1200 км в 18 плоскостях по 36 спутников в каждой, при массе одного спутника 148 кг.
До 2022 года именно мы активно участвовали в формировании этой группировки, выводя спутники при помощи наших «Союз-2.1б» с «Фрегатом-М» прямо на орбиту 1200 км. Сейчас же этим занимается компания SpaceX, которая выводит их на более низкую орбиту, откуда они уже самостоятельно поднимаются. Для такого перелета каждый спутник OneWeb оснащен плазменным двигателем СПД-50М — нашим, российским, серийное производство которого началось еще в 1982 году. Мы изготовили для англичан более полутысячи таких изделий. Тяга двигателя составляет чуть меньше 2 грамм.
Скорость развертывания и ожидание
Аналогичным образом действуют и спутники Илона Маска Starlink. Они всегда запускаются на низкую опорную орбиту, обычно около 280 км. Оттуда они самостоятельно летят к рабочей орбите на высоте 550 км. Например, спутник Starlink v1.5 массой 300 кг использует ионный двигатель с тягой около 10 грамм. Весь перелет у них занимает от полутора до трех месяцев. Разработчик спутников «Рассвет-3» не раскрывает информацию о том, сколько времени займет автономный полет этих аппаратов до рабочей орбиты, а также о типе используемых двигателей. По мнению экспертов, это могут быть плазменные двигатели типа СПД-70 с тягой 4 грамма или СПД-100В с тягой 9 грамм. Исходя из этих данных, можно предположить, что за прошедший месяц «Рассветы-3» поднялись примерно на сто километров. Таким образом, им предстоит двигаться еще несколько месяцев. Всем, кто с нетерпением ждет ввода системы в строй, остается набраться терпения. Подробнее о полезных технологиях для походов можно узнать в материале о российских изобретениях.