В рубрику "Спутниковая связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
В настоящее время в мире работают или готовятся к развертыванию следующие глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS):
Кроме того, в стадии испытаний и развертывания находится несколько региональных навигационных спутниковых систем: китайская Compass, индийская IRNSS, японская QZSS и др.
Экономическая эффективность GNSS в значительной мере определяется сроками активного существования (САС) спутников. Очевидно, что космические аппараты (КА) GNSS должны иметь такие сроки службы, которые позволят минимизировать затраты на развертывание и поддержание штатного состава ее космического сегмента.
Введем в качестве показателя надежности КА средний САС спутника на орбите. Под САС КА будем понимать отрезок времени от момента постановки КА в рабочую точку орбитальной плоскости GNSS до момента окончания использования его по целевому назначению [1].
В основу оценки среднего САС положены данные о запусках КА ГЛОНАСС и GPS в период до 1900 г. (табл. 1), в период с 1991 по 2000 гг. (табл. 2) и аналогичные данные для отрезка времени с 2001 по 2010 гг. (табл. 3).
На диаграмме представлены данные о среднем САС спутников орбитальной группировки ГЛОНАСС и КА GPS. Из этих данных следует, что средний САС КА ГЛОНАСС вырос с 2,7 года в 80-е гг. ХХ столетия до 4,3 года в конце 90-х гг., а затем за первые 10 лет XXI столетия упал до 3,8 года. За этот же период средний САС спутников GPS вырос с 12 лет в 80-е гг. XX столетия до 15 лет за первые 10 лет XXI столетия.
Отметим, что средний САС спутников GPS за весь период анализа превышал гарантированный (ГСАС) срок активного существования. Так, спутники типа GPS Block I при заявленном производителем ГСАС в 5 лет имели средний САС 12 лет. В свою очередь, следующее поколение спутников проработало на орбите в среднем более 14 лет, при ГСАС в 7,5 года (спутники GPS Block II и GPS Block IIA) и САС в 10 лет (спутники GPS Block IIR). В 80-е гг. ХХ в. при заявленном изготовителем ПО "Полет" и НПО ПМ ГСАС в 3 года спутники имели средний САС 2,7 года. В 90-е гг. ХХ столетия при обещанном изготовителями ГСАС в 3 года спутники имели средний САС 4,3 года. В первые 10 лет XXI в. при ГСАС в 7 лет спутники (исключенные по состоянию на июль 2010 г. из состава системы) имеют средний САС не более 3,8 года. Заметим, что время использования спутников по целевому назначению в ГЛОНАСС примерно на полгода меньше, то есть 3,3 года. Это означает, что в настоящее время эксплуатация отечественных навигационных спутников пока не подтверждает заявленного производителем срока жизни. Кроме того, из-за отказов бортовой аппаратуры навигационные спутники выводятся на временное техническое обслуживание, длящееся иногда до 5 месяцев. Естественно, в это время спутники исключаются из системы. Это тоже приводит к сокращению САС спутников, но это сокращение на диаграмме и в таблицах не отражено.
За 32 года (февраль 1978 г. – июнь 2010 г.) создания GPS (NAVSTAR) США запустили 59 навигационных спутников различной модификации. В начале 1990-х гг. система была введена в эксплуатацию. Это позволило США закрыть 31 декабря 1996 г. первую спутниковую систему навигации Transit (было запущено менее 50 спутников за все годы существования системы с 1959 по 1996 г.), которая с 1964 г. эксплуатировалась в интересах американских атомных ракетных подводных лодок и применялась для коммерческого использования с 1967 г. С 1 мая 2000 г. была прекращена практика "загрубления" навигационных сигналов системы GPS, используемых гражданскими потребителями, и система стала своеобразным Internet глобального позиционирования. С этого времени сотни миллионов обладателей стандартных навигационных приемников GPS получили возможность без каких-либо дополнительных финансовых затрат определять свое местоположение с очень высокой точностью.
Без учета операционных расходов и расходов на научно-исследовательские и испытательные работы на развертывание и поддержание космического сегмента GPS (11 спутников GPS Block I и 11 ракет Delta; 9 спутников GPS Block II и 9 ракет Delta; 18 спутников GPS Block IIA и 18 ракет Delta – 2,3 млрд долл.; 21 спутник GPS Block IIR и 21 ракета Delta – 2,6 млрд долл.) в работоспособном состоянии потрачено, по различным оценкам, от 7,5 до 8 млрд долл.
Россия более 30 лет занимается созданием ГЛОНАСС и запустила 123 (вместе с макетами) навигационных спутника. Однако полный состав системы из 24 спутников до настоящего времени так и не развернут, если не считать короткого отрезка времени в средине 1990-х гг. Навигационные спутники ГЛОНАСС отказывают на орбите с такой пугающей регулярностью (в системе не осталось в конце 2009 г. ни одного из трех 7-летних спутников ГЛОНАСС-М, запущенных в 2005 г.), что для поддержания полного состава орбитальной группировки из 24 КА необходимо запускать ежегодно не менее 9 спутников (три ракеты-носителя "Протон"). Цена запуска одной ракеты в 2010 г. приблизилась к 100 млн долл., а цена спутника перевалила, по оценкам ряда специалистов, за 30 млн долл.
Это значит, что Россия для поддержания в работоспособном состоянии космического сегмента ГЛОНАСС должна ежегодно тратить на создание и запуск навигационных спутников не менее 600 млн долл. (без операционных расходов).
Оценим общие затраты на космический сегмент ГЛОНАСС за весь период создания системы. Проведен 41 запуск ракеты-носителя "Протон" и на орбиту запущено 123 спутника. По оценкам, проведенным в 1997 г., на развертывание ГЛОНАСС было потрачено почти 2,5 млрд долл. [2]. Косвенно эту оценку подтвердил Ю.Н. Коптев: выступая в Государственной думе в 2000 г., он отметил, что за 18 лет на становление ГЛОНАСС страна потратила около 2 млрд долл. В 2002–2009 гг. ГЛОНАСС получила из бюджета 60 млрд рублей, с учетом курсовой разницы это чуть более 2 млрд долл. [3]. В мае 2009 г. представители Российского космического агентства объявили, что на ГЛОНАСС в течение двух ближайших лет федеральный бюджет выделит 63 млрд рублей, с учетом курсовой разницы это около 2,1 млрд долл. [3]. Затраты на систему с 1997 по 2001 г., по нашей оценке, составили не более 450 млн долл.
Несмотря на такие огромные средства (не менее 6 млрд долл. с 1982 по 2009 г.), практически соизмеримые с затратами США на GPS, российская глобальная навигационная система к настоящему моменту так и не создана. И можно догадаться, какой ценой будет достигнута глобальность системы при существующей на данный момент устойчивой тенденции снижения среднего САС спутников.
При этом ГЛОНАСС по техническим характеристикам практически не уступает GPS. Поэтому надо четко понимать, что, если мы не найдем рационального пути поддерживать ГЛОНАСС в работоспособном состоянии, то у России альтернатива одна – пользоваться американской или иной системой со всеми последствиями, которые за этим последуют.
Причина таких огромных затрат на ГЛОНАСС и печального для российского космоса текущего результата лежит на поверхности. Российская космическая отрасль по известным мотивам поступательно деградировала последние 20 лет, и отказы навигационных КА последнего поколения объясняются недостатками элементной базы. Российские производители элементной базы не в состоянии предложить изделия такого же качества, как их западные коллеги. Покупаемые нашими предприятиями на свободном рынке зарубежные комплектующие в большинстве своем предназначены отнюдь не для космоса. Поэтому в настоящее время при консервации такого положения будет продолжаться снижение реальных сроков активного существования навигационных спутников. А следовательно, стабильный и надежный космический сегмент системы ГЛОНАСС может быть создан только при условии возрождения отечественной электронной и радиотехнической промышленности или путем закупки на свободном рынке комплектующих, предназначенных для эксплуатации в космосе.
В отличие от США у нас параллельно с ГЛОНАСС существует еще одна система спутниковой навигации "Парус – Цикада" [4]. Она служит для обеспечения космической связью и навигационными данными подводных и надводных кораблей ВМФ РФ во всех районах Мирового океана. Система образует космическую навига-ционно-связную систему "Ци-клон-Б", обеспечивающую навигацию и дальнюю двустороннюю радиосвязь с активной ретрансляцией через КА сообщений с подводных лодок и надводных кораблей в любом районе Мирового океана. Система была принята на вооружение в 1976 г., и тогда же на базе спутника "Парус" был разработан гражданский вариант навигационной системы для нужд гражданского морского флота, получивший название "Цикада". Аппараты выводятся на приполярные орбиты с наклонением 82,9°, перигеем 970 км и апогеем 1200 км. К маю 2010 г. произведено 99 запусков спутников этой серии. Последний запуск спутника серии "Парус" был осуществлен 27 апреля 2010 г.
Таким образом, для развертывания и становления системы спутниковой навигации Россия за 30 с небольшим лет запустила в космос 222 КА, что в несколько раз больше, чем весь остальной мир, включая и США. И это еще не окончание истории, и наверное, далеко не ее экватор.
Мы воздерживаемся от комментариев и выводов по существу проведенного сравнительного анализа развития орбитальных группировок GPS и ГЛОНАСС и перспективах развития последнего. Мы оставляем каждого, кто прочитает этот материал, наедине с его выводами на основе данных, приведенных в табл. 1–3, оценкой финансовых затрат на ГЛОНАСС и общим количеством навигационных спутников, запущенных Россией за анализируемый период.
Только заметим, господа, что эта более чем тридцатилетняя история с ГЛОНАСС поразительно напоминает древнегреческий миф о царе Коринфа Сизифе, его "удачном" жизненном опыте и очень печальном существовании за рекой Стикс.
Вам, господа, не кажется, что Харон уже перевез ГЛОНАСС через эту реку?
Список литературы:
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #4, 2010
Посещений: 14126
Автор
| |||
В рубрику "Спутниковая связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
