40Арена ИСЗ

предыдущая статья | оглавление | в архив | следующая статья



"Яхта" — коммуникационный спутник для регионов и малых стран


Теле-Спутник - 12(50) Декабрь 1999 г.






Для начала необходимое вступление: вывод спутников на геостационарную орбиту осуществляется сегодня носителями тяжелого класса. Эти запуски стоят порядка 100 млн долларов, к тому же они расписаны на несколько лет вперед. Поэтому есть необходимость найти более дешевый вариант. Одним из таких вариантов является вывод легкого спутника на опорную орбиту носителем легкого класса с последующим довыведением при помощи плазменных двигателей. На авиакосмическом салоне МАКС-99 ГКНПЦ им. Хруничева представил свой проект многоцелевой спутниковой платформы “Яхта”, предназначающейся, в частности, для осуществления спутниковых коммуникаций с геостационарной орбиты. Вывод на ГСО предполагается осуществлять носителем "Рокот".




Рис. 1. Выведение космических аппаратов на геостационарную орбиту с использованием РН "рокот" и электрореактивных двигателей космической платформы

Главный конструктор платформы В.И. Хатулев любезно согласился подробнее осветить данный проект.

В.Хатулев: Мы хотели, чтобы наш спутник базировался на ракете, которая выводит на низкую орбиту порядка 2 тонн. Поэтому надо было искать для спутника какую-нибудь высокоэнергетичную двигательную установку, которая обеспечивала бы дальнейшее довыведение на ГСО. Такие двигательные установки есть. Это — электрореактивные двигатели, имеющие очень высокую удельную тягу. Они используются на многих спутниках в виде двигателей коррекции. Но в качестве маршевых, обеспечивающих переход с геопереходной орбиты на геостационарную, такие двигатели пока нигде не применяются. Недостаток заключается в том, что эти двигатели имеют очень малый уровень тяги. И поэтому такой двигатель не может вывести спутник быстро. Популярно говоря, эти двигатели имеют очень малую тягу, но большой запас топлива.

Второе замечательное свойство этих двигателей — они создают тягу за счет электроэнергии. Таким образом система электропитания, которая на участке выведения обеспечивает работу двигателей, во время полета спутника — обеспечивает работу полезной нагрузки.

С учетом этих двух факторов видно, что, используя легкую ракету с определенной схемой выведения, мы можем за шесть месяцев вывести на орбиту спутник массой порядка 470-500 кг. Эта идея и была положена в основу проекта.

Генеральный директор ГКНПЦ Анатолий Иванович Киселев принял решение о разработке этого спутника на средства предприятия. Мы разрабатываем спутник, а потом будем предлагать его заказчикам. Уже были проведены предварительные переговоры с потенциальными заказчиками. По результатам можно сказать, что такой спутник найдет свою нишу на современном рынке. России сегодня грозит потеря достаточно большого количества скоординированных орбитальных позиций. Это будет очень большая потеря для нашей страны. Заполнить эти точки, используя тяжелые аппараты, просто невозможно. И если удастся сделать такой достаточно дешевый малый спутник, можно было бы занять эти точки. В Госкомсвязи обещали помощь и содействие в координации и маркетинге. Им важно, чтобы точки можно было занять как можно быстрее.

Центр Хруничева уже вложил деньги в организацию работ по платформе: заключены контракты со всеми фирмами-разработчиками бортовых систем. Это около 50 российских организаций. Они ведут разработку систем управления, электропитания, бортового вычислительного комплекса и т.д.

На спутнике будут использоваться арсенид-галлиевые солнечные батареи, которые в России не делают. На первые спутники мы предполагаем установить солнечные батареи фирмы DASA. Сейчас мы готовим техническое задание для заключения контракта на поставки батарей.

На пути создания такой машины придется решать много проблем. Но мы идем по пути, который в той или иной степени кем-то пройден. Накоплен немалый опыт эксплуатации плазменных двигателей, они работают много лет. Мы надеемся учесть тот опыт, который нам будет известен. То есть нет таких проблем, которых нельзя было бы решить проведением тщательной наземной отработки и испытаниями всех систем.



Рис. 2. модификации космических аппаратов на основе унифицированной космической платформы

Самая основная проблема заключается в том, что нужно создать спутник малой массы и с очень жесткими требованиями к энергосистеме. Необходимо свести к минимуму веса всех систем.

Что касается задач с применением технологии плазменных двигателей, с электромагнитной совместимостью систем с бортовым радиотехническим комплексом — там много проблем, которые возникают в любой живой машине. В их решении и состоит собственно работа. Много вопросов не только с влиянием СПД на полезную нагрузку. Например, тепловые режимы. Мы же делаем платформу по современным западным стандартам — негерметичную. Здесь есть много проблем. Но ведь, например, со спутником “Ямал” эти вопросы решили. Там тоже негерметичный контейнер и плазменные двигатели. Здесь мы не революционеры. Наша главная задача — перейти на новый весовой класс спутника. Конечно же, количество стволов планируется меньше, чем на большом спутнике — около 10 транспондеров по 36 МГц.

Мы базируем спутник на конверсионной ракете "Рокот", он разрабатывается с учетом условий эксплуатации на этой ракете. Условия эксплуатации на "Рокоте" достаточно жесткие, другие ракеты этому спутнику будет переживать легче. Кстати сказать, что с НПО Машиностроения мы когда-то были одной фирмой и разрабатывали ракету РС-18. Сейчас и мы и они являемся ее владельцами. Мы на ее основе делаем "Рокот", они — свой носитель ("Стрела". — прим. ред.). Поэтому логично, что владение этой ракетой, желание применить ее в мирных целях привели к одинаковым идеям. И ситуация сложилась так, что потребовалось разрабатывать малые спутники, чтобы удешевить системы связи.

У нас уже есть опыт создания малых спутников. Мы делали для DASA технологический аппарат Express. Весил он 650 кг. Был выведен на японской ракете, к сожалению, недовывели его, но свою задачу он выполнил. Этот спутник, можно сказать, грел нам душу — мы понимали, что можем справиться с этой работой.

Два года назад (в мае 1997 года. — прим. ред.) Министерство обороны проводило конкурс на малые космические аппараты. Но этот конкурс никак не касался спутников связи. Тогда у нас еще не было достаточной технической проработки — той, которую мы имеем сегодня. Мы принимали участие только чтобы показать, что мы этим занимаемся, работаем в области малых космических аппаратов.




Рис. 3. Структура унифицированной космической платформы

Раньше вся деятельность наших предприятий была строго лимитирована и определена. Это делалось для того, чтобы не дробить денежные потоки, поступающие на разработки, а концентрировать их. Сейчас, когда эти денежные потоки иссякли, каждое предприятие занимается тем, что считает выгодным. Но все равно существует некая этика, стараемся не мешать друг другу. Мы недавно ездили в НПО ПМ, там наш проект одобрили: сказали, что рынок очень перспективный и потенциально весьма прибыльный. Они делают тяжелые спутники, у них свой рынок. Между нашими предприятиями подписан меморандум о сотрудничестве.

Разрабатываются ли такие проекты в других странах?

В.Х.: По похожей схеме выводился спутник Deep Spase компании Spectrum Astra. На нем использовались плазменные двигатели для формирования отлетных траекторий. Ведутся ли сейчас разработки спутников связи такого класса, я не знаю точно, но у них немножко другая концепция. Если тот же "Хьюз" владеет несколькими типами крупных платформ, если у них уже освоен рынок, выгодно ли им переходить на деньги второго уровня? Наша платформа совсем для другого заказчика — малых государств, регионов и т. д. Я не знаю, можно ли нам конкурировать с хьюзовской 702-й платформой? У них все это отлажено — производство, маркетинг, разработка, а мы только внедряемся. Хотим освоить рынок, который, возможно, существует в малых странах, в регионах. Ведь не все могут купить современный трехтонный спутник — это огромные деньги нужны сразу. Поэтому нужен небольшой спутник с низкой первоначальной стоимостью. Пропускная способность у него ниже, но для регионов он может решать свои задачи. Наша задача — создать аппарат, наш маркетинговый отдел уверен, что найдет ему применение.

Если вы ориентируетесь на малые страны, нет ли у вас опасений, что вашими потенциальными заказчиками могут стать страны, нежелательные для США, что может нанести ущерб другим видам вашей деятельности?

В.Х.: Здесь политика центра очень четко согласуется со всеми договоренностями и коммерческими проектами. Мы не стали делать низкоорбитальных спутников связи по той причине, что мы плотно работаем с компанией "Моторола" и системой "Иридиум". Все проекты мы тщательно исследуем, чтобы они не пересекались с уже существующими. Естественно, что так же и с малыми связными спутниками — Центр Хруничева вряд ли будет иметь дело с государствами, политика которых противоречит нашим партнерским договоренностям с Америкой и другими странами. У нас есть специальный департамент международной деятельности, который отслеживает все эти вещи.

Что можете сказать о ценах?



Электрореактивные двигатели
Космическая платформа
Астросистема
Бортовой ретрансляционный комплекс
Антенная система
Солнечная батарея


В.Х.: Я не хотел бы сейчас говорить о конкретных цифрах, потому что стоимость — это непростая вещь, связанная с политикой, техникой и много с чем еще. Пройдут летно-конструкторские испытания спутника (ЛКИ), появятся четкие представления о рынке и затратах — тогда мы и определим свою ценовую политику. Скажем только, что стоимость ракеты может лежать в пределах от 10 до 15 млн долларов.

Запуски будут производиться с космодрома в Плесецке?

В.Х.: Да, мы хотели бы запускать с Плесецка, хотя с точки зрения вывода на ГСО это — самая невыгодная позиция. Тем не менее, плазменная двигательная установка, с ее способностями, все-таки вытягивает. Хотя энергетически все это очень напряженно.

Космическая техника — дело сложное, случается всякое. А с Байконуром, видите — любая авария вызывает международный скандал. Поэтому Киселев хочет развивать все новые направления, опираясь на запуски с Плесецка.

Для развития отечественных спутников связи сейчас пока существует один вариант — строить отечественную платформу и устанавливать на нее полезную нагрузку западного производства. Здесь просматриваются два пути — закупать полезную нагрузку целиком, как это делают в НПО ПМ, или закупать комплектующие и формировать нагрузку самостоятельно, как поступают в Газкоме. Какой из путей вам ближе?

В.Х.: Я не думаю, что здесь можно выбирать один единственный путь. Мы делаем следующее: на первые два спутника мы закупаем комплектующие и вместе с другими российскими фирмами ведем сборку полезной нагрузки. Во-первых, это получается дешевле. Во-вторых, все-таки ЛКИ первого спутника — существует довольно большой риск. И вкладывать большие деньги в покупку западной аппаратуры и ее потерять (пусть даже с какой-то небольшой вероятностью) — неразумно. Поэтому первые спутники должны подтвердить работоспособность выбранной схемы и возможности ракеты, характеристики всех систем и т.д. И уже после этого мы не исключаем такого варианта, как установка западного ретранслятора. Мы проводили переговоры с несколькими компаниями (даже не переговоры, а встречи в Ле-Бурже, я их считаю все-таки не деловыми, а познавательными). Все отмечали, наш проект — очень интересная работа. Все проявили заинтересованность, и эти компании можно рассматривать, как потенциальных поставщиков полезной нагрузки для нашей платформы.

Первые спутники будут испытательными?

В.Х.: Мы делаем все в полном комплекте. Все комплексы будут в штатной комплектации, все характеристики — полностью соответствовать рабочим режимам. Если все будет проходить успешно, мы обязательно найдем заказчика. Но прежде всего, первые спутники для нас представляют интерес по отработке платформы.

Скорее всего, первые спутники будут для России. И, наверное, они будут государственные, не коммерческие. Возможно, государство найдет средства оплатить стоимость пуска и спутника. Мы сможем убить нескольких зайцев: орбитальные позиции занимаются, испытания проводятся, и какая-то реальная работа начнется.

Прорабатываются ли уже варианты комплектации полезной нагрузки?

В.Х.: Мы сейчас ведем работу в трех направлениях: первое — создание самой платформы, второе — коммуникационный вариант спутника, третье — космический аппарат дистанционного зондирования Земли. Компания “Хруничев-Телеком” занимается проектированием систем спутниковой связи, где в качестве космического сегмента будет использоваться наш спутник. Соответственно, эта компания и формирует задание на проект бортового ретрансляционного комплекса. Сейчас мы проектируем комбинированный бортовой комплекс: 6 стволов для услуг связи и 2 для телевидения. Рассматривается у нас вариант и спутника непосредственного телевещания. Все варианты рассматриваются, изучается возможность сопряжения всех этих функций с нашей платформой.

Мы начали заниматься всеми этими вопросами около трех лет назад. Тогда “Хруничев-Телеком” поставил нам следующую задачу: первые спутники для России надо делать с параметрами “Горизонта”. Это было связано и с координацией орбитальных точек, и с наземной инфраструктурой — можно без всяких изменений пользоваться наработанным материалом. Гораздо проще таким образом войти в этот бизнес. Разница только в том, что "Горизонт" весит 2200 кг, а наш спутник — 500 кг. Такой вариант — 6 стволов С-диапазона и 2 ствола Ku-диапазона — серьезно рассматривался (хотя и не без критики). Пока мы его не оставили. По ретрансляторам мы должны определиться где-то к началу следующего года.

Первый связной спутник мы планировали запустить в 2001 году. Аппарат дистанционного зондирования — немного раньше. Это очень и очень жесткие сроки. Но если не ставить таких сроков, то выйти на этот рынок будет невозможно. Все должно быть ко времени. Сейчас в России сложилась такая ситуация, значит, эту нишу надо стремиться занять. И нужно показать всем, что проект реальный, ведь из многих проектов большинство на бумаге и остается.

Что произойдет, когда запас конверсионных “Рокотов” подойдет к концу?

В.Х.: У нас идет разработка РН "Ангара", в том числе легких модификаций — "Ангара 1.1" и "Ангара 1.2". "Ангара 1.1" аналогична по характеристикам "Рокоту", она выводит те же 2 тонны на низкую орбиту. "Ангара 1.2" — она мощнее — выводит 3,5-4 тонны. Поэтому "Ангара 1.1" является преемником "Рокота" на эту платформу, а под "Ангару 1.2" мы хотим делать более мощную модификацию платформы.

Используя "Ангару 1.2", мы можем установить на платформу не 100, а 300 кг полезной нагрузки. И при той же платформе можно получить более мощный спутник.

Для выведения на ГСО требуется — 3 кВт, а мощность ретрансляторов — 1 кВт. Получается очень сильный дисбаланс. Создаем систему электропитания, а больше половины после выведения не используем. Можно было бы и увеличить количество ретрансляторов, но пока "Рокот" такую нагрузку не вытянет. Если же использовать такую схему выведения и чуть-чуть более мощную ракету, то можно довести характеристики до характеристик большого спутника.

Проблема заключается в том, что заказчик не хочет ждать полгода, пока его спутник дойдет до рабочей точки. Но мы здесь видим один выход: ввиду того, что спутник технологически проще больших аппаратов, нужно сократить время его создания и как бы включить срок выведения в общий срок. Тогда заказчику не будет разницы — он заказывает и через полгода получает спутник на орбите. Сколько из этого времени уйдет на выведение, его не должно волновать.



 
Теле-Спутник Декабрь 1999
наверх
 



Уважаемые посетители!
В связи с полной реконструкцией Архива, возможны ситуации, когда текст будет выводиться не полностью или неправильно (отсутсвие статей в некоторых номерах это не ошибка). Если заметите какие-то ошибки, то, пожалуйста, сообщите нам о них. Для связи можете воспользоваться специальной формой:

Номер журнала: *
Страница: *
Дополнительные сведения: *
Желательно четко опишите замеченную проблему - это поможет быстрее ее решить.
Мы не отвечаем на вопросы! Их следует задавать на нашем форуме!
Антиспам: * Нажмите мышкой на синий квадрат:


Поля, помеченные звездочкой (*)
обязательны для заполнения





Новый сайт