Даты и юбилеи бывают разные. Одни отмечаются во всем мире, другие — в одной стране, и так далее по нисходящей. Где в этом ряду место 35-летия вывода первого спутника на геостационарную орбиту?

Спутник модели А2100 (Lockheed Martin)

Понятие геостационарной орбиты часто (и справедливо) ассоциируется с именем Артура Кларка, однако еще в 1929 году австрийский инженер Нурдвиг (H. Noordwig) опубликовал расчеты, из которых исходило, что спутник, находящийся на экваториальной орбите высотой 35 786 километров, будет неподвижен для наблюдателя с Земли. Но именно Кларк высказал идею, что с трех ретрансляторов, расположенных на этой орбите, можно будет охватить весь земной шар. Не знаю, как английский ученый представлял себе будущее своего детища, но полвека назад он, наверное, сильно бы удивился, узнав, что на геостационарной орбите находится около двухсот спутников (по состоянию на июнь этого года — 192 зарегистрированных), и ни у кого не возникает мысли, что этого количества достаточно для удовлетворения потребностей человечества в коммуникации. А всего с 1964 года на геостационарную орбиту было выведено около 270 аппаратов.

Для того чтобы начать создавать спутниковые системы, в том числе и коммуникационные, необходимо было сочетание нескольких условий. Изобретение транзистора позволило миниатюризировать все электронные подсистемы, сделав возможным создание спутника с реальной для вывода на орбиту массой. Также развитие полупроводниковой технологии позволило создать солнечные панели для обеспечения спутника энергией. Разработка высокочастотных усилителей на основе ламп бегущей волны позволила создать эффективный ретранслятор. Развитие ракетной техники, наконец, позволило осуществить вывод аппаратов на орбиту.

Теоретические разработки Артура Кларка по использованию геостационарных спутников воплотил "в железе" Гарольд Розен (Harold Rosen) — инженер компании Hughes Aircsaft Co., руководитель проекта Syncom. В 1959 году группа инженеров компании под его руководством начала разработку первого коммуникационного геостационарного спутника. В 1961 году был создан работающий прототип спутника. В том же году он был представлен на аэрокосмической выставке в Париже. Прототип был установлен на Эйфелевой башне, и через него, с целью демонстрации возможностей аппаратуры, велись сеансы радиосвязи. (Кстати, насчет дат. Сэр Артур Кларк не преминул поздравить Hughes в целом и Гарольда Розена с некруглым юбилеем.)

В августе компания Hughes Aircsaft Co. выиграла тендер, объявленный NASA по заказу Военно-Воздушных сил и Министерства обороны США. Проект предусматривал помещение на геостационарную орбиту трех спутников, отработку связной аппаратуры и операций по перемещению и корректировке орбиты. Стоимость проекта составляла 4 млн долларов. Сегодня такая сумма покажется просто смешной — геостационарные коммуникационные аппараты стоят за сотню миллионов долларов.

14 февраля 1963 года был запущен спутник Syncom 1. Ему не удалось полностью отработать свою программу, так как вышли из строя корректировочные двигатели, которые представляли собой баллоны со сжатым азотом. Разгерметизация баллонов привела к невозможности управлять спутником. Он вышел из-под контроля, и связь с ним была потеряна. Доработанный спутник Syncom 2 был запущен пять месяцев спустя, 26 июля 1963 года. Этот спутник был доставлен с геопереходной орбиты на геостационарную при помощи собственного апогейного двигателя. Также во время эксплуатации его перемещали из одной орбитальной позиции в другую. Была установлена двухсторонняя связь между Кингспортом (Нью-Йорк) и Лагосом (Африка). Syncom 2 провел тестирование всей коммуникационной аппаратуры и системы коррекции орбиты. Через этот спутник два президента (США и Нигерии) поговорили через Атлантический океан.

Надо сказать, что с самого начала своей истории спутниковая коммуникация выбралась "из-под крылышка" государственных структур и отправилась самостоятельно зарабатывать деньги. В 1962 году был запущен первый коммерческий спутник Telstar, разработанный в Bell Telephone Laboratories под руководством Джона Пирса (John Pierce). Оператором спутника была "родительская компания" AT&T. Спутник находился на круговой орбите с периодом обращения три часа и осуществлял кратковременную телевизионную трансляцию, обслуживая США, Великобританию, Францию, Бразилию и Италию.

Итак, начало было положено. Если бы снимали фильм, то можно было бы пустить по экрану титры: "Прошло тридцать пять лет". Двести аппаратов размещены на геостационарной орбите, около семидесяти заказаны и находятся в разных стадиях изготовления — от подписания контракта до предстартовых испытаний. Первые спутники весили около сорока килограмм, сегодня на геостационарную орбиту выводятся аппараты массой полторы-две тонны, уже разрабатываются четырехтонные спутники под новые тяжелые носители, например, Ariane 5. Early Bird, первый коммерческий геостационарный спутник, мог ретранслировать один телевизионный канал, на современных спутниках устанавливается до 60 транспондеров. К чему же пришла индустрия спутниковой коммуникации к сегодняшнему дню?

По данным Satellite Industry Association, объем рынка спутниковой связи в 1997 году составил 51,2 млрд долларов, из которых 19,2 млрд занимает собственно предоставление коммуникационных услуг, 13,5 млрд — разработка и создание непосредственно космического сегмента, 11 млрд — создание наземного сегмента, 7,5 млрд — пусковые услуги.

Лидерство среди разработчиков уверенно держит родоначальник индустрии — Hughes Space & Communications. На долю этой компании приходится 36% созданных коммерческих геостационарных спутников и 26,5% заказанных. Спутники Hughes провели на орбите в общей сложности более 880 лет.

Компанией, удерживающей второе место на рынке разработки и создания коммуникационных спутников, является Lockheed Martin. Если опять начать вспоминать историю спутниковой связи, то первые сеансы спутниковой связи (по крайней мере, американские) с использованием активных ретрансляторов были проведены через спутники SCORE (Signal Communication by Orbiting Relay Equipment, запущен в 1958 году) и Courier (запущен в 1962 году). Оба эти спутники были созданы компанией RCA, которая сегодня, после неоднократных переименований, покупок-продаж и объединений, называется Lockheed Martin. Также можно вспомнить, что именно на спутнике Lockheed Martin (Satcom-1, запущен в 1975 году) впервые появилась трехосная система стабилизации и антенна, работающая в обеих поляризациях. Также спутник этой компании был впервые оборудован полезной нагрузкой как С-, так и Ku-диапазона.

На долю Lockheed Martin приходится 19% всех существующих спутников и 9% заказанных. Самый старый спутник этой компании, находящийся в эксплуатации, — Spacenet-1 — был запущен в мае 1984 года. Впоследствии он был продан Китаю и переименован в ChinaSat-5. В данный момент на орбите находится 43 спутника, созданные этой компанией. Из них: 14 спутников — платформа S-3000, 8 спутников — модель S-4000, 4 спутника — платформа S-5000, 10 спутников — S-7000, 6 спутников — платформа A-2100, один — экспериментальной модели. У одного из этих спутников в качестве оператора названо космическое агентство США NASA, поэтому его вряд ли можно причислять к разряду коммерческих. Всего на ГСО было выведено 62 коммуникационных спутника Lockheed Martin, суммарное время жизни на орбите составляет 860 лет.

Третью строчку "хит-парада" занимает компания Space Systems/Loral, деятельность которой тоже начиналась в конце пятидесятых участием в проекте Courier. Тогда компания называлась Western Development Laboratories. На долю SS/L приходится 13 процентов существующих спутников и 9 процентов заказанных. На геостационарной орбите в данный момент находится 23 спутника, созданных SS/L, из которых 19 являются коммуникационными. Основной платформой SS/L является FS-1300. Всего на базе этой платформы создано и заказано 66 спутников, из которых 21 спутник в данный момент находится в стадии изготовления. Орбитальное время, "запасенное" спутниками SS/L — 630 лет.

Спутник Inmarsat (Matra Marconi)

Кроме этих компаний в Соединенных Штатах Америки существует еще несколько, занимающихся разработкой и созданием коммуникационных спутников. Например, Motorola разработала и фактически поставила на поток спутники Iridium. Однако никто кроме этих трех компаний не занимается созданием геостационарных аппаратов. О своем намерении вступить в этот рынок заявляла компания Orbital Science Corporation, имеющая опыт создания низкоорбитальных систем.

Общими усилиями Hughes Space & Communications, Lockheed Martin и Space Systems/Loral "держат" существенный сегмент рынка геостационарных коммуникационных спутников — 68% уже существующих и 62% заказанных. На долю европейских компаний приходится 17% существующих спутников и 30% заказанных. Matra Marconi, соответственно, 9% и 9%, Aerospatiale — 8% и 16%, Alcatel — ни одного существующего спутника, 5% заказанных. Если учесть то, что компании Alcatel и Aerospatiale объединились, то последние пять процентов заказанных спутников можно отнести на счет Aerospatiale.

За вторую половину прошлого года Aerospatiale выиграла самое большое количество контрактов, включая новые спутники Hispasat и Astra-1К. Спутник Astra 1K примечателен тем, что это первый геостационарный спутник, на котором будет установлен транспондер Ка-диапазона. В свое время подавалось много заявок на геостационарные системы, работающие в Ка-диапазоне. Этот диапазон (20-30 ГГц) предполагается использовать в основном для трансляции мультимедийных приложений, высокоскоростного доступа в Интернет и т.п. Ни один из проектов пока не вышел из бумажной стадии. На "стапелях" компании не стоит ни одного геостационарного спутника, оборудованного аппаратурой Ка-диапазона. На некоторых спутниках (Koreasat 3 и Astra 1K) часть полезной нагрузки будет работать в Ка-диапазоне. На спутниках низкоорбитальной системы Iridium (к моменту выхода журнала в печать эта система должна начать предоставление коммерческих услуг) в этом диапазоне работает связь "спутник-станция сопряжения" и "спутник-спутник".

Из всех транспондеров, находящихся на орбите (их примерно 4240 штук), подавляющее работает в С-диапазоне. Но из заказанных транспондеров (всего чуть меньше 2000 штук), большинство будет работать в Ku-диапазоне. Так что в ближайшем будущем большая половина транспондеров на орбите будет Ku-диапазона.

Если уж говорить о тенденциях развития, то самая главная — появление рынка низкоорбитальных систем и, как следствие, рынка малых спутников. Этот процесс еще характерен тем, что наряду с традиционными разработчиками и создателями спутников, на рынке появляются новые, как, например, Boeing и Motorola. Появляется новая категория аппаратов — "массовый спутник". Производство спутников, правда, пока только малых, ставится на поток. Хотя, как показал вывод космического сегмента системы Iridium, где вследствие отказа разных систем были потеряны семь спутников, надежность таких аппаратов значительно ниже и стоимость, видимо, тоже.

Прошлый год характерен тем, что процесс создания широкополосных (broadband) низкоорбитальных систем, предназначенных в основном для высокоскоростной передачи данных с мобильных терминалов и доступа в Интернет, перешел из бумажной стадии в производственную. И, кстати, недавно было объявлено, что Matra Marconi является одним из контракторов системы "космического Интернета" Teledesic.

Если рассмотреть распределение коммуникационных спутников по регионам обслуживания, то тут, безусловно, лидером является Северная Америка. На Азиатско-Тихоокеанский регион приходится не меньшее количество спутников, но среди них больше устаревших и выработавших свой срок. Однако Азиатско-Тихоокеанский регион имеет все шансы выйти в лидеры, так как по состоянию на 1997 год является самым динамичным — на создание систем для обслуживания этого региона заказано самое большое количество спутников. Если же рассматривать по океанским регионам, то неоспоримое первенство по обеспечению спутниковыми мощностями держит Атлантический регион. (Традиционно спутниковые системы рассматриваются относительно океанского региона обслуживания — Атлантический, Тихоокеанский, Индийского океана. Спутниковая система, обслуживающая все три региона, может считаться глобальной.) На развитие спутниковой связи именно в Атлантическом регионе немалую роль оказало решение Всемирной торговой комиссии, принятое в прошлом году. Согласно этому решению, на американский коммуникационный рынок допускаются иностранные операторы. Это послужило толчком к образованию нескольких совместных предприятий, в основном американско-канадских и американских компаний с компаниями из Латинской Америки.

Спутник Hot Bird 2 (Matra Marconi)

Если в Америке внимание телекоммуникационных компаний равным образом распределено между глобальным и местным сервисом, то в Европе большее внимание уделяют местному DBS/TH-сервису. За прошлый год европейскими операторами было заказано наибольшее количество спутников. С каждым годом наблюдается все большая тенденция европейских операторов к "продвижению" на восток.

Страны Африки и Ближнего Востока начинают входить в спутниковый бизнес. В добавок спутникам Arabsat был запущен Nilesat — первый спутник, принадлежащий стране африканского континента и предназначенный для "домашнего" пользования. Готовится к запуску спутник AfriStar, предназначенный для трансляции цифрового радио на континент.

Что касается Азии, то многие эксперты высказывают опасения, что экономический кризис, потрясший этот регион, скажется на реализации всех спутниковых проектов. И если все проекты и реализуются, и ни один не "умрет", то сроки реализации могут быть сильно изменены.

Я догадываюсь, что у читателя этого материала может возникнуть законный вопрос: "А почему не сказано ни одного слова про состояние дел в нашей стране?" В следующем номере будет подготовлен отдельный материал, целиком посвященный перспективам развития спутниковой связи в России.

И напоследок вкратце о перспективах развития носителей, без которых все спутники — только бессмысленная груда мертвого железа. Прежде всего, это ожидаемый первый пуск носителя "Зенит" в рамках проекта Sea Launch. Он был намечен на 30 октября, но, скорее всего, будет отложен. Во-первых, возникли некоторые сложности в получении необходимых разрешений американского конгресса. Во-вторых, после недавней аварии "Зенита", стартовавшего с Байконура со спутниками Globalstar на борту, наверняка будут проведены дополнительные тестовые испытания.

Компания Boeing возлагает надежды на новый носитель Delta-3, который должен выводить на геопереходную орбиту 3810 кг, что почти в два раза больше, чем на используемой модели Delta-2. Авария, произошедшая при первом пуске Delta-3, разумеется, несколько притормозит планы Боинга относительно этого носителя, но нет сомнений, что эта неудача из разряда "первых блинов". На 2001 год запланирован первый пуск носителя следующего поколения Delta-4. Он проектируется в трех вариантах: легком, среднем и тяжелом. Масса полезного груза, выводимого на геопереходную орбиту, составит соответственно 2177 кг, 4536 кг и 14 969 кг.

International Launch Services рассчитывает на "Протон-М" (3000 кг на геостационарную орбиту) и Atlas IIAR (4445 кг на геопереходную орбиту). Первый пуск "Протона-М" намечен на осень этого года, но трудно ожидать, чтобы он был совершен без задержек. Первый пуск носителя Atlas IIAR намечен на следующий год. В августе были проведены успешные огневые испытания российских двигателей РД-180, используемых в первой ступени этого носителя.

Lockhed Martin Astronautics разрабатывает носитель Atlas EELV, первый пуск которого намечен на 2001 год. На геопереходную орбиту этот носитель будет выводить 6124 кг полезного груза.

Arianespace все усилия сосредоточил на том, чтобы довести Ariane-5 до стадии коммерческого использования. Пока было два пуска этого носителя — неудачный и частично удачный. Третий пуск, первый коммерческий, уже неоднократно откладывался.

Японская компания Rocket System Corp. неоднократно заявляла намерение выйти на мировой рынок со своим носителем Н-2. Однако чрезвычайно высокая стоимость пуска не оставляла RSC никаких шансов. В данный момент ведется разработка носителя Н-2А, коммерческого варианта Н-2. Все усилия разработчиков направлены на снижение стоимости носителя и пуска. Первый пуск Н-2А намечен на 2000 год. На геопереходную орбиту Н-2А будет выводить 4 тонны, впоследствии планируется поднять грузоподъемность до 7,5 тонн.

Китайская компания China Great Wall Industry Corporation предлагает на рынке носитель Long March 3B. После нескольких неудачных пусков, один из которых сопровождался большими человеческими жертвами, этим носителем осуществлено около 10 удачных подряд. О новых разработках информации нет.