Недавно в стенах ЦНИИ машиностроения прошел научно-технический совет, на котором, в частности, обсуждались вопросы практической реализации проекта под названием «Космонет», которое расшифровывается как космический интернет. Идея «Космонета» зародилась и получила первые технологические очертания в конструкторских бюро спутниковой системы связи «Гонец». Идея необычная, смелая и, безусловно, интересная. Она была одобрена руководством Роскосмоса. Кроме того, по инициативе Министерства связи была проведена государственная экспертиза проекта, которая показала его актуальность и государственную значимость, а также перспективность продолжения работ над новым каналом передачи данных с обязательной апробацией его работы в космосе. Что же касается выводов, сделанных на научно-техническом совете, то участниками диалога по сути одобрено наряду с прочим включение проекта «Космонет» в перечень работ, выполняемых в рамках Программы президента по модернизации и технологическому развитию РФ. Кроме того, рекомендовано «начать создание системы «Космонет» в рамках федеральной космической программы с 2011 года…», а также «включить в федеральную целевую программу «ГЛОНАСС 2012–2020» предложения ОАО «Спутниковая система связи «Гонец»… в части создания функционального дополнения системы ГЛОНАСС с использованием глобальной низкоорбитальной космической телекоммуникационной системы с 2012 года».
Что же такое «Космонет»? Если говорить техническим языком, это многофункциональная система персональной спутниковой связи, предназначенная для глобального обмена конфиденциальной документированной цифровой информацией между абонентами.
Если хотите проще, то речь идет о создании новейшей космической системы для передачи данных. При этом космические аппараты играют роль узлов коммутации и маршрутизации пакетов. Доступ абонентов в космический интернет происходит как с земной поверхности, так и с воздушных, морских, космических объектов.
Чем обусловлена актуальность «Космонета»? По словам автора проекта – генерального конструктора фирмы Александра Галькевича, на первом месте – возрастающие потребности государства и крупных корпораций в информационных услугах, оказываемых в глобальном масштабе.
Особое место здесь занимают космические информационные услуги, объем которых на мировом рынке оценивается в сотни миллиардов долларов. Тем не менее отечественная промышленность все больше зависит от западных поставщиков телекоммуникационного оборудования как в части наземных средств, так и бортовых систем для полезных нагрузок спутников связи. Для первой космической нации это неприемлемо.
Так что «Космонет» можно считать своего рода системообразующим проектом, который вполне способен послужить основой для инновационного прорыва в области телекоммуникаций, а также других отраслей.
Где применим «Космонет»? Для Александра Галькевича ответы на этот вопрос давно известны.
– Ну вот навскидку… – рассуждает он. – Беспилотная авиация? Располагая «Космонетом», вы сможете управлять летательными аппаратами из любого места Земли в любой точке траектории. Космонавтика? Обеспечены прием и передача командной и телеметрической информации в любой точке траектории космического аппарата, ракеты-носителя. Морские суда? Служебная информация принимается и передается из любой точки Мирового океана. Арктические экспедиции? Они обеспечены гарантированным доступом в Интернет в районах Северного и Южного полюсов. Любой путешественник, имея специальный спутниковый телефон системы «Космонет», сможет просигнализировать о своем местоположении и будет обнаружен службами спасения в течение нескольких минут.
Не забыты и наши спецслужбы. Для одних это уникальная возможность скрытно и быстро передавать любой объем информации. Для других, скажем, воюющих спецподразделений, наверное, нелишней окажется возможность наблюдать за всеми перемещениями кого бы то ни было в районе проведения специальной или боевой операции.
Немаловажно и то, что «Космонет» вполне способен улучшить характеристики формируемой системы ГЛОНАСС. Причем существенно. Есть ли в этом необходимость? Судите сами. Ежегодно в нашей стране перевозится более 800 миллионов тонн особо опасных грузов. Государственный интерес требует, чтобы кто-то занимался мониторингом этих перевозок. Кроме того, особо важное значение приобретает мониторинг весьма протяженных железных и автомобильных дорог, трубопроводов и других объектов. И опять же за ГЛОНАСС здесь ведущая роль.
Практически все российские морские суда оснащены аппаратурой системы мониторинга автоматической идентификации. Она позволяет отслеживать расстановку судов в радиусе 25 морских миль. Но благодаря космическому сегменту такой мониторинг можно осуществлять уже на всей акватории Мирового океана. Кроме того, в сочетании с навигационным и гидрометеообеспечением мы сможем на 20 процентов увеличить северный завоз в течение года. Согласитесь, одних этих данных достаточно, чтобы понять значение «Космонета», с помощью которого можно значительно повысить эффективность ГЛОНАСС.
И еще. «Космонет» должен обеспечить высокую скорость распознавания сигнала в сложных урбанизированных структурах – на узких городских улицах, в тоннелях, впадинах и так далее. А также позволит оперативно обновлять альманах, эфемериды и список видимых космических аппаратов в наземных приемниках пользователей.
Есть и еще одна грань государственного интереса в разработке и реализации этого масштабного инновационного проекта. Ситуация в мировом спутникостроении такова: ведущие разработчики и производители пока лишь экстенсивно наращивают вес и стоимость телекоммуникационных космических аппаратов. По сути мы имеем некий технологический застой.
Взять, к примеру, такие известные системы, как ORBCOMM, GLOBALSTAR, IRIDIUM… Они готовы предоставлять определенный перечень услуг. Если заказчик, потребитель желают, то под какие-либо новые функции им могут спроектировать новый аппарат. Но это означает немалые издержки. Скажем, введение в систему ORBCOMM пользовательского сегмента АИС обернулось переходом на новую платформу и ростом массы полезного груза примерно в два раза.
Одним словом, необходимость в свежих идеях, в технологическом прорыве давно назрела. Вполне вероятно, что именно «Космонет» станет таким прорывом. И если все сложится, как задумали в «Гонце», лидерство России в таком масштабном и перспективном деле обеспечено.
Примечательно и то, что ведутся разработки принципиально нового абонентского канала связи «Абонент – космический аппарат», который, как планируется, не будет оказывать влияния на существующие системы связи. Традиционными средствами обнаружить сам факт передачи данных практически невозможно.
Добавьте к этому то немаловажное обстоятельство, что «Космонет» абсолютно совместим с развернутыми и функционирующими космическими и различными прикладными системами, использующими космический сегмент.
Что будет представлять собой «Космонет» в случае удачной реализации проекта? По словам Александра Галькевича, на низкой орбите – это около полутора тысяч километров – необходимо сформировать группировку из 48 спутников. Они окружат весь земной шар, чтобы выполнять роль маршрутизаторов – направителей пакетов информации по заданным адресам для создания виртуальной и физической среды. Эта группировка должна будет обеспечить непрерывный и оперативный доступ пользователей к ресурсам системы из любой точки земного шара. Связанность системы достигается тем, что наземные станции располагаются равномерно по долготе России, и тем, что хотя бы один космический аппарат находится в зонах их радиовидимости.
И еще несколько слов об отличиях «Космонета» от существующих спутниковых группировок и систем. По словам Александра Галькевича, традиционный подход – это, попросту говоря, совокупность аппаратных средств. А «Космонет» задуман как своего рода компьютерная сеть, созданная на основе эталонной модели взаимодействия открытых систем (модель OSI/ISO). Модель, кстати, разработана Международной организацией по стандартизации. И здесь доступ потребителей к информационным ресурсам осуществляется на основе многоканальных программируемых космических модемов, построенных на платформе SDR-технологии. Кроме того, планируется применение и новаторского варианта, основанного на использовании свойств квазиравновесного теплового электромагнитного поля.
Можно ли подробнее рассказать об этих технологиях и новшествах?
Александр Галькевич говорит, что особых секретов здесь нет: SDR-технология основана на принципах обработки радиосигналов цифровыми программируемыми устройствами, создание которых стало возможным на базе современных цифровых сигнальных процессоров Digital Signal Processor (DSP). Эти устройства получили широкое распространение для обработки видеоизображений, в цифровых камерах, системах 3D, в системах беспроводной связи, телекоммуникации, в модемах и сетевых устройствах и множестве других приложений.
Здесь главное достоинство – микроэлектронная реализация с возможностью программной настройки на заданную частотную полосу и протокол обрабатываемого сигнала, а также простота внесения изменений в программное ядро обработки сигнала.
В чем здесь отличие и преимущество «Космонета»?
– Если SDR-устройство используется для обработки одного типа сигнала, – объясняет Александр Галькевич, – то «Гонец» готов предоставить многоканальное SDR-устройство. Так что возможности здесь открываются широчайшие.
Ведутся разработки и имеется существенный задел в формировании различных по применению каналов передачи данных, основанных на радиоканалах, построенных на современных принципах передачи данных в высокочастотном и лазерном диапазонах, а также в квазиравновесной среде.
И последнее. Как известно, новому всегда непросто пробить себе дорогу. И вероятно, что кому-то идея «Космонета» может показаться необычной. Но, по словам Александра Галькевича, в ведущих технических странах очень активно работают в этом направлении. И в отличие от нас не один год, разумеется. Все их работы по созданию новых космических технологий строго засекречены. Более того, нельзя исключать, что там достигнуты и определенные практические успехи. Имеется в виду возможность по сути слушать всю планету без создания тяжеловесных и громадных радиолокационных станций.
Владимир Попов
