В РКС разработали сетевую архитектуру для управления перспективными спутниковыми группировками

Специалисты холдинга «Российские космические системы» (РКС, входит в Госкорпорацию «РОСКОСМОС») разработали сетевую архитектуру управления для перспективных орбитальных группировок. Ее внедрение позволит круглосуточно поддерживать связь с каждым из аппаратов спутниковой группировки, повысить надежность системы управления и существенно сократить массогабаритные характеристики аппаратуры связи. Разработка представлена РКС на международном форуме «Армия-2018».

В рамках предложенной специалистами РКС концепции предполагается, что спутники будут работать в единой цифровой сети, в которой каждый из них выступает одновременно в роли объекта управления и ретранслятора для передачи информации на другие аппараты группировки. Реализовать такую схему управления предлагается за счет создания межспутниковых радиолиний и применения современных способов передачи данных с использованием стека протоколов TCP/IP. 

Ведущий специалист Центра систем спутниковой связи РКС Андрей САМАРОВ: «Сейчас в России применяются схемы управления «Земля-борт» и двухъярусная система управления, когда команды со спутника на спутник могут передаваться через находящийся на геостационарной орбите спутник-ретранслятор. Обе схемы имеют недостатки. При работе через спутник на геостационарной орбите происходит большая задержка сигнала, а классическая схема управления «Земля-борт» позволяет передавать или принимать информацию управления только когда спутник находится в зоне радиовидимости. Длительность такого окна зависит от высоты орбиты аппарата, поэтому такая схема неэффективна для низкоорбитальных систем связи. Наше решение предполагает, что каждый спутник будет одновременно на связи с несколькими соседними. Такая сеть будет очень надежна и адаптивна». 

Межспутниковая радиолиния позволит постоянно принимать информацию с аппаратов, передавать большие объемы данных и существенно повысит оперативность выдачи команд. Это особенно актуально для низкоорбитальных спутников, скорость движения которых составляет около 7 км/сек. Повышение оперативности произойдет также за счет отхода от планирования сеансов связи и проведения баллистических расчетов, которые сейчас необходимы для каждого сеанса связи. 

Разработанная в РКС концепция предполагает в перспективе переход на передачу данных в оптическом диапазоне излучения. Применение оптического диапазона излучения позволит в разы уменьшить габариты антенных систем и СВЧ-оборудования, а также снизить энергетические затраты на электропитание систем наведения, значительно увеличить скорость передачи информации и уменьшить ограничения по энергетике радиолинии. 

Стек протоколов TCP/IP позволит передавать по одной радиолинии любой траффик – телеметрию, команды управления или целевую информацию, например, данные абонентской связи или фотоснимки. Сейчас для каждой из этих задач на борту устанавливается отдельный передатчик с резервным комплектом. Разработанное решение поможет снизить расход электроэнергии на борту спутника, сэкономить пространство и уменьшить массу аппарата.

Действующая сейчас в России и других странах мира схема управления космическими аппаратами предполагает обмен информацией между наземной командно-измерительной станцией и бортовым радиокомплексом. Когда аппарат находится в зоне радиовидимости, стацией выходит с ним на связь, передает команды управления и снимает с него данные телеметрии. Также за время сеанса происходит сверка бортовой шкалы времени. Несмотря на то, что такие станции распределены по всей территории России, большую часть времени космические аппараты находятся вне зоны радиовидимости. К примеру, для низкоорбитальных спутников, с параметрами орбиты близкими к Международной космической станции, продолжительность сеанса составляет всего 10–12 минут, после этого связь отсутствует 80 минут.