Подробнее о программе «СФЕРА» от Роскосмос⁠⁠

Недавно увидел новость с заголовком "Роскосмос хочет 1,5 трлн. на создание через 10 лет аналога американской Starlink - в 2 раза дороже, чем у SpaceX".

Но так ли на самом деле? Какие функции будут у новой группировки спутников? Является ли она более дорогим аналогом Starlink?

История проекта

Огромная часть  территории РФ находится вне зоны действия вышек сотовых операторов и сетей провайдеров широкополосного доступа в Интернет. А значит услуги, ставшие в городах обыденными, за пределами областных центров могут быть недоступны. Как сделать, чтобы сигнал, связывающий человека с внешним миром, доходил до всех уголков страны и каждого пользователя в отдельности? Как решить проблему цифрового неравенства, чтобы житель, например, Крайнего Севера имел возможность пользоваться пакетом современных коммуникационных услуг? Как оперативно получать спутниковые снимки любой точки страны и мира для решения самых разнообразных задач? Как реализовать возможности искусственного интеллекта не в отдельно взятом мегаполисе, а по всей стране?

Идея объединить в единую программу разнородные услуги, в основе которых лежат возможности космической связи, дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) и навигации, была высказана группой российских специалистов несколько лет назад.  При этом анализ мирового опыта привел к выводу, что идти по стопам конкурентов нет резона, нужны свежие подходы и предложения.

«Команда включала в себя генеральных конструкторов космической техники, представителей операторов связи, навигации и дистанционного зондирования Земли, а также сотрудников различных заинтересованных ведомств, — вспоминает директор Департамента перспективных программ и проекта „Сфера“ Госкорпорации „Роскосмос“ Сергей Прохоров. — По сути, это была инициатива группы профессионалов. Мы собирались несколько раз в неделю, а бывало, и каждый день. На этом начальном этапе участники делились информацией: кто чем занимается, какие разработки и системы существуют, кто какие перспективы видит».

Отцом-основателем программы «Сфера» можно назвать первого заместителя генерального директора по развитию орбитальной группировки и перспективным проектам Госкорпорации «Роскосмос» Юрия Урличича (является первым генеральным конструктором глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС, в 2014–2018 гг. был заместителем руководителя Аналитического центра при Правительстве РФ).

В составе собранной команды оказались не только видные представители отрасли, но и потенциальные потребители новых космических услуг из крупных структур, таких как Газпром и Росатом. И это закономерно: поскольку «Сфера» интегрируется едва ли не во все значимые хозяйственные процессы в стране, важно было знать, что о новых возможностях думают крупные пользователи. С их участием на начальном этапе и прописывали требования к телекоммуникационным и геоинформационным сервисам. Концепция строилась на основе предложений, анализа российского и международного рынков, спроса потребителей и другой информации.

Разработчики считают: от того, в каком виде «Сфера» будет реализована, во многом зависит, по какому пути пойдет не только российская космонавтика, но и вся экономика. Программа позволит нашей стране выйти на передовые позиции в мире в области связи, навигации, метеорологии, спутникового Интернета, телерадиовещания, дистанционного зондирования и новых услуг, связанных с позиционированием и передачей данных, например, с помощью интернета вещей, а также обеспечить востребованность новых ракет-носителей на внутреннем рынке пусковых услуг.

«Говоря простыми словами: мы создаем новые космические аппараты с различным функционалом, но при этом задаем требования по унификации приборов, систем, платформ космических аппаратов, — объясняет Сергей Прохоров. — Кроме того, формируются единые требования к наземному абонентскому оборудованию, которое позволит конечному потребителю пользоваться не одной выборочной услугой, а целым пакетом интегрированных сервисов. Наши операторы благодаря „Сфере“ смогут их предоставлять».

Функционал системы

По своему наполнению и функционалу «Сфера» превосходит все космические системы, ранее создававшиеся в нашей стране. Впервые в истории российской, а может быть, и мировой космонавтики появится возможность соединить воедино услуги связи, передачи данных, навигации и дистанционного зондирования Земли, сделать за счет синергии эти сервисы доступными всем.

Принципиальным основанием для определения концепции «Сферы» стали, в первую очередь, гуманитарные и социальные соображения. Россия — огромная страна с крайне неравномерным распределением плотности населения. Львиная доля его сосредоточена в европейской части, где подавляющую часть услуг в области телекоммуникаций — голосовой связи, интернета, телевидения — обеспечивают наземные сотовые и оптоволоконные сети.

В крупных городах трафик сотовых сетей постоянно дешевеет, и никому не приходит в голову пользоваться спутниковыми телефонами, поскольку это банально дороже. В отдаленных же уголках многие виды сервисов населению либо недоступны из-за отсутствия наземной инфраструктуры, либо (в случае космической телефонии) обходятся чрезвычайно дорого. Эту проблему предлагается решить путем интеграции сервисов спутниковых и сотовых операторов: используя в городе возможности соты, потребитель останется на связи, даже выехав за границы ее действия. При этом цена услуги обязательно должна быть по карману массовому потребителю.

«МТС рассматривает участие в программе „Сфера“ как возможность дополнить и расширить географию предоставляемых телеком-услуг для клиентов компании», — подтверждает эксперт по спутниковым системам связи ПАО «МТС» Илья Тимошков.

Аналогичная ситуация и с технологией дистанционного зондирования. Раньше эта услуга сводилась к получению и интерпретации спутниковых снимков в интересах госорганов, теперь же она с успехом применяется в различных секторах экономики — в нефтегазе, энергетике, сельском и лесном хозяйстве, при строительстве и на транспорте. Выход на массовый рынок будет обеспечиваться за счет развития кооперации с существующими операторами.

«Сфера» способна предоставить широкие возможности для корпоративных клиентов, особенно тех, кто связан с перевозками или имеет производственные активы, разбросанные по всей стране или за ее пределами. Отследить перемещение грузов и пассажиров по железной дороге, морским или автомобильным транспортом, предоставить надежную связь в пути, обеспечить удаленный контроль оборудования и инфраструктуры, проверить работу персонала на объектах, провести разведку природных ресурсов — это сервисы «Сферы» (точнее, их часть), которые позволят компаниям добиться экономии до 30% и оптимизировать бизнес-процессы.

Возможны и такие суперсовременные решения, как получение через спутниковые каналы связи визуальной информации с беспилотников и роботизированных систем, обслуживающих опасные производственные объекты в труднодоступной местности, с возможностью корректировки полетного задания беспилотника и доступа к его системам контроля и управления в реальном времени.

В программу «Сфера» вошли группировки спутниковой связи «Экспресс», «Экспресс-РВ», «Ямал», глобальная система передачи данных «Марафон IoT/M2M», среднеорбитальная система широкополосного доступа «Скиф», системы высокопериодичного мониторинга Земли на базе малых и сверхмалых космических аппаратов. По плану к 2030 году планируется сосредоточить на различных орбитах около 600 спутников

Общественный интерес

«Сфера» представляет большой интерес для общественных и волонтерских организаций, нацеленных на поисковую деятельность. «Потеряться — не значит пропасть» — таков девиз некоммерческого объединения «Лиза Алерт», которое занимается поиском детей, заблудившихся в лесу или в городе. Свое название организация выбрала в память о четырехлетней Лизе Фомкиной, пропавшей в районе Орехово-Зуево в 2010 году. Девочка потерялась вместе с тетей в лесу, и в течение пяти дней о них ничего не знали. И только когда информация о пропавших попала в Интернет, сотни неравнодушных людей откликнулись и начали поиски своими силами. Лизу нашли, но было уже слишком поздно.

Как сложилась бы судьба девочки, если бы при ней находилось устройство, способное передать координаты и сигнал SOS? Такую функцию под названием «Спутниковая кнопка жизни» в рамках «Сферы» планируется реализовать с помощью орбитальной группировки «Марафон». Легкие носимые устройства могут быть вшиты в одежду, встроены в часы, брелок от ключей, чехол телефона и тем самым позволят обеспечить поиск и спасение в глобальном масштабе.

«При нажатии на экстренную кнопку должен выполняться звонок или передаваться сигнал SOS в региональную систему 112, — объясняет алгоритм координатор поисково-спасательного отряда „Лиза Алерт“ Олег Леонов. — Одновременно точные координаты телефона, определенные при помощи спутниковой системы геопозиционирования ГЛОНАСС, должны в виде короткого сообщения передаваться в систему 112. В этом случае оператор сможет четко понять, где именно и что случилось».

Аналог Starlink?

По масштабам «Сферу» сравнивают с такими зарубежными аналогами, как Starlink и OneWeb, нацеленными на оказание услуг широкополосного Интернета, но это не вполне корректно.

Известно, что Starlink и OneWeb нацелены исключительно на решение задач связи и передачи больших объемов информации. Но очевидно, что в ряде случаев потребителю не нужен дорогостоящий широкополосный интернет — ему достаточно получить данные со счетчика электроэнергии или газа в загородном доме или передать сигнал о необходимости оказания срочной помощи.

По замыслу разработчиков «Сферы», абонентское оборудование не должно быть тяжелым, сложным и дорогим. И совершенно ни к чему крутая сканирующая самонаводящаяся «тарелка» со сложной системой управления, следящая за пролетающими над головой спутниками низкоорбитальной системы и предоставляющая высокоскоростные каналы связи. Достаточно будет простого недорогого терминала, способного в случае необходимости подключиться к сотовой сети или к спутнику. Последний по массе будет в разы (или даже на порядок) меньше современных аппаратов типа Starlink или OneWeb и значительно дешевле, а орбитальная группировка не будет насчитывать тысячи аппаратов.

«Мы не планируем создание многотонных космических аппаратов-комбайнов — только некоторые из бортов будут многофункциональны, но останутся малыми», — говорит Сергей Прохоров.

Спутниковую связь смогут обеспечить обычные смартфоны, способные работать в связке со спутниковым приемо-передающим устройством. Новая линейка спутникового абонентского оборудования будет включать в себя устройства для работы, например, на общественном и личном транспорте, к которым необходимо будет подключиться по Wi-Fi или работать в локальной сети сотового оператора, а также просто носимые компактные устройства передачи коротких сообщений через спутниковую группировку «Марафон».

«Среди широкого функционала „Сферы“ нам в том числе интересна интеграция в систему передачи данных интернета вещей „Марафон“, — указывает Илья Тимошков. — У МТС накоплена богатая экспертиза в разработке и предоставлении сервисов IoT, и нам есть чем поделиться».

Малые космические аппараты высокопериодичного всепогодного мониторинга Земли «Беркут» обеспечат услуги дистанционного мониторинга любой точки России с периодичностью 30 минут и любой точки мира один раз в сутки. В систему входят аппараты четырех видов: «Беркут-О» и «Беркут-ВД» (обзорная и высокодетальная съемка в оптическом диапазоне), «Беркут-Х» и «Беркут-XLP» (радиолокационная съемка). Масса аппаратов составит от 150 кг до 600 кг. Планируется, что на орбите будут находиться более 200 аппаратов серии «Беркут»

Реализация

Уже на начальном этапе было принято решение об организации проектного офиса по программе «Сфера» на базе ЦНИИмаш (входит в состав Госкорпорации «Роскосмос»). В офис вошли не только разработчики, но и представители министерств, которые рассматривали и согласовывали программу.

В проектном офисе на этапе разработки «Сферы» работало до 400 человек, распределенных по 13 рабочим группам. Среди направлений — развитие клиентских сервисов, группировки космических аппаратов связи и вещания, группировки ДЗЗ, создание систем нового поколения, модернизация и создание наземных комплексов управления, создание интегрированной наземной инфраструктуры, техническое перевооружение, финансово-экономический анализ. Есть отдельные группы по системам высокоскоростной лазерной связи и системной интеграции.

В процессе обсуждения из программы «Сфера», по решению Министерства обороны и Коллегии Военно-промышленной комиссии, была де-юре исключена система ГЛОНАСС. Но при этом в общей идеологии использование спутниковой навигации остается, поскольку ГЛОНАСС является неотъемлемой частью российской орбитальной группировки, а все абонентские устройства на уровне потребителя обязательно должны быть интегрированы с навигационными системами. Важность навигации обусловлена тем, что «Сфера» направлена не только на людей, но и на решение задач взаимодействия с роботизированными системами, а там без систем высокоточного позиционирования просто не обойтись.

12 апреля прошлого года Президент РФ принял решение по увязке мероприятий Федеральной целевой программы развития гражданской орбитальной группировки связи с программой «Сфера». После этого было дано указание на трансформацию программы «Сферы» в подпрограмму Государственной программы «Космическая деятельность России».

«В случае если финансирование первоочередных работ откроется со следующего года, то, надеюсь, уже в 2024 г. начнутся первые пуски, что позволит нам развернуть высокоорбитальный сегмент, — подытоживает Сергей Прохоров. — Далее начнем разворачивать низкоорбитальный сегмент. Параллельно будут идти работы по созданию систем радиолокационного мониторинга на базе малых космических аппаратов».

Однако конечная стоимость проекта и его доступность простым пользователям помогут определить — станет ли "Сфера" узнаваемым брендом или останется "игрушкой для военных" за сотни миллиардов рублей. С учётом трендов на беспилотный транспорт, необходимости обеспечения связи в северных районах и прежде всего в Арктике такой проект, как "Сфера", действительно может быть востребован. Но окажется ли он дешевле, чем традиционные магистральные сети с оптоволокном, — покажет время. Единого мнения в этом вопросе не существует. Те, кто работает "на земле", утверждают, что спутники никогда не вытеснят ВОЛС. Специалисты, которые работают над спутниками, говорят об обратном и отмечают, что без развитой спутниковой группировки Россия не сможет развиваться в будущем.

Известны и приблизительные цифры по космическим ресурсам:  понадобится 88 средних ракет "Союз-2.1б", 36 лёгких ракет "Ангара-1.2", а также 24 тяжёлые ракеты "Ангара-А5".

По материалам Life, Роскосмос