Специалисты холдинга «Российские космические системы» (РКС, входит в Госкорпорацию «РОСКОСМОС») приступили к созданию целевой нагрузки и служебных систем космических аппаратов на основе революционной технологии микрофотоники. Она изменит экономику космоса – при снижении стоимости возможности, надежность и сроки работы «микрофотонных спутников» вырастут в разы.
В РКС накоплен большой научный задел в области исследований применения фотонных технологий обработки сигнала – специалисты холдинга одними из первых в мире начали создавать экспериментальные космические приборы на основе микрофотоники. Фотонные технологии отличаются низкими энергопотерями при передаче сигналов, фотоника идет на смену привычной сегодня микроэлектронике. Она способна кардинально улучшить трансляцию, хранение и обработку информации. Реализация этих проектов в РКС изменит современные представления о космических аппаратах и их возможностях.
Замгендиректора РКС по науке Алексей РОМАНОВ: «Сегодня РКС ведет научные исследования в области фотоники одновременно по нескольким направлениям. Мы ожидаем, что создание на основе фотонных технологий датчиковой, измерительной и преобразующей аппаратуры, многоспектральных камер, компонентной базы и метаматериалов откроет новые возможности для освоения космоса. Эта работа ведется в плановом порядке – в РКС создана специальная дорожная карта развития микрофотоники. Первые результаты мы планируем получить уже в 2018–2020 годах».
В области создания полезной нагрузки для космических аппаратов применение фотонных технологий позволит существенно расширить возможности нано- и микроприборов. К примеру, скорость приема, обработки и передачи радио- и СВЧ-сигналов возрастет от 20 до 200 раз по сравнению с нынешним уровнем, а пропускная способность линий связи будет повышена до десятков Тгц.
Использование микрофотонных интегральных схем минимизирует количество внешних волоконно-оптических соединительных проводов, уменьшит общий размер и массу космической системы. Ожидается, что применение фотонных технологий сократит общий вес сигнальных линий космических аппаратов минимум в 20 раз. При этом приборы нового поколения будут потреблять меньше энергии и в большей степени будут защищены от воздействия электромагнитных помех и космической радиации. В результате средний срок службы спутника на орбите Земли возрастет в 1,5–2 раза.
В перспективе развитие фотонных технологий позволит реализовать такие проекты, как создание лазерных линий связи «спутник–спутник» и «спутник–Земля», оптических акселерометров и малогабаритных антенн из метаматериалов.
Согласно дорожной карте РКС, уже в 2018 году планируется завершить исследовательские работы по созданию оптических каналов связи «космос–космос» с дальностью передачи информации более 3 000 км и скоростью передачи информации более 10 Гбит/с, к 2020 году их скорость планируется увеличить до 100 Гбит/с, а дальность до 40 000 км. Ожидается, что в эти же сроки будет завершена разработка датчико-преобразующей аппаратуры на базе фотонных сенсоров, фотонной компонентной базы для космической промышленности и наноинженерных метаматериалов.
