Спутники против оптоволокна: проект «Сфера»

23 декабря 2023, 19:08

В современном мире стабильная и быстрая связь имеет колоссальное значение. Однако в России — с огромной и неравномерно заселённой территорией — сложно обеспечить надёжную связь во всех уголках страны. Сможет ли проект «Сфера» помочь в этом и произвести переворот в мире спутниковой связи?

Спутники против оптоволокна: проект «Сфера» — © Ferra.ru

В куче мест нашей страны отсутствует не то что широкополосной интернет, мобильную связь не везде найдешь.

Жителям крупных городов и областных центров, если они решают куда-нибудь поехать, это причиняет мягко говоря дискомфорт — ни новости прочесть, ни банально карты открыть.

Как же решить эту проблему? Как обеспечить связь с внешним миром на всей территории страны? Как сделать так, чтобы каждый житель России всегда имел доступ к быстрому интернету?

Возможно все эти вопросы сможет решить программа «Сфера» — основной прикладной космический проект России на ближайшие десятилетие, между прочим.

С чего всё началось?

Итак, разработку начали в 2015 году. В рамках проекта «Эфир» должны были запустить 288 космических аппаратов на различные орбиты, на высоте аж до 870 километров. Такая система обеспечила бы до 10 миллионов абонентов одновременно!

Чтобы понимать, речь идет о десятках тысяч транспортных средств, которые бы смогли пользоваться интернетом. Конечно первоначально планировалось все успеть до 2025, но... Нужно было докрутить, довертеть — так и родилась «Сфера».

Создателем «Сферы» является Юрий Урличич, первый заместитель генерального директора. В Госкорпорации «Роскосмос» он отвечает за развитие орбитальной группировки и прочие перспективные проекты.

Разработчики оптимистично настроены: если «Сфера» будет успешна, Россия может выйти в лидеры в сферах связи, навигации, метеорологии, спутникового интернета, телерадиовещания, дистанционного зондирования (короче всего, что связано с передачей данных, включая интернет вещей).

Программа также будет стимулировать спрос на новые ракеты-носители на внутреннем рынке запусков (как тебе такое, Илон Маск?).

Говоря простыми словами: мы создаём новые космические аппараты с различным функционалом, но при этом задаём требования по унификации приборов, систем, платформ космических аппаратов. 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. ергей Прохоров директор Департамента перспективных программ и проекта «Сфера» Госкорпорации «Роскосмос»

И чего там будет?

Ну, для начала появится реальная возможность объединить услуги связи, передачи данных, навигации и дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) и сделать доступными эти сервисы всем желающим. Что в свою очередь позволит создавать новые продукты, которые будут востребованы как на внутреннем рынке России, так, возможно, и по всему миру.

Ни для кого не секрет, что наши сограждане проживают на территории страны весьма неравномерно: большинство обитает в европейской части, где основные услуги связи — голосовая связь, интернет и телевидение —- обеспечиваются через наземные сотовые и оптоволоконные сети.

Вряд ли кому-то в крупных городах придёт в голову шальная мысль использовать спутниковый телефон — это банально намного дороже, чем сотовая связь.

Те же, кто хоть раз бывал далеко за пределами города, не понаслышке знают — позвонить оттуда временами просто невозможно, чего уж говорить про интернет. Впрочем, всегда есть вариант со спутником, но — деньги, деньги, деньги.

Решением может стать объединение сервисов спутниковых и мобильных операторов: в городах можно использовать сотовые сети, а за их пределами оставаться на связи с помощью спутников. При этом важно обеспечить ценовую доступность подобной радости.

Ранее услуга ДЗЗ ограничивалась получением и анализом спутниковых изображений (в первую очередь в интересах государственных органов). В настоящее время она успешно применяется в разнообразных сферах экономики, например: нефтегазовой промышленности, энергетики, аграрном и лесном хозяйстве, а также в сферах строительства и транспорта.

А если начать сотрудничать с действующими операторами, то можно выйти и на широкий рынок.

А ещё можно использовать спутниковую связь для беспилотников или для роботов, которые работают на опасных объектах (или там, куда добираться далеко и сложно).

Система связи от «Сферы» позволит корректировать задачи беспилотников в режиме реального времени, а также обеспечит мгновенный доступ к системам мониторинга и управления.

Сама же «Сфера» состоит из разных группировок связи: «Экспресс» (7 аппаратов), «Экспресс-РВ» (4 аппарата) и «Ямал» (2 аппарата), которые частично созданы с использованием иностранных компонентов и работают в диапазонах C и Ku.

Также в программу входит глобальная система передачи данных «Марафон IoT/M2M», призванная обеспечить непрерывную работу интернета вещей. Всего спутников «Марафон» будет 264, а за один пуск планируют выводить от 22 до 44 аппаратов.

Среднеорбитальная система широкополосного доступа «Скиф» также включена в программу — 22 октября 2022 года на орбиту уже вывели спутник «Скиф-Д» (демонстрационный).

Всего планируется задействовать 12 аппаратов «Скиф». Срок активного существования такого аппарата составит 12 лет, после чего их заменят на новые.

А как будет проводиться ДЗЗ? Небольшие высокочастотные аппараты высокопериодичного всепогодного мониторинга Земли «Беркут» обеспечат возможность дистанционного наблюдения за любой частью России (раз в полчаса) и за любой точкой мира (раз в сутки).

Система эта состоит из аппратов 4 типов: «Беркут-О» (40 аппаратов) и «Беркут-ВД» (предназначенные для обзорной и высокодетальной оптической съёмки, 28 аппаратов), а также «Беркут-Х» и «Беркут-С» (пригодные для радиолокационной съемки, 12 и 16 аппаратов соответственно).

Предполагается, что до 2030 года на различных орбитах разместят около 640 спутников. Одной из фишек «Сферы» будет возможность шифровать с помощью специального программного ключа как всю связь целиком, так и отдельные сеансы — едва ли внешние воздействия смогут как-то навредить системе.

Большое количество аппаратов позволит повысит точность определения местоположение объектов и существенно уменьшит задержку передачи сигнала (до нескольких миллисекунд). Всего система сможет обрабатывать до миллиарда защищённых транзакций за сутки. Впечатляет, не так ли?

Также представители Роскосмоса подчеркнули, что спутники в составе российской группировки «Сфера» смогут общаться с помощью лазерной связи (например, обновлённые «Старлинки» уже умеют так делать).

«Технология лазерной связи «Земля-спутник» и «спутник-спутник» потенциально может быть востребована в рамках программы «Сфера», — Роскосмос

Как использовать?

Бытует мнение, что «Сфера» — это такой российский аналог Starlink или OneWeb, которые тоже предоставляют услуги широкополосного доступа в интернет. Но это не совсем верно.

Разработчики «Сферы» стремятся сделать абонентское оборудование лёгким, простым в использовании и, главное, доступным обывателю. Поэтому использовать сложные штуки, которые будут наводиться и следить за спутниками над головой, совершенно не обязательно.

Достаточно простого и недорого терминала, который сможет подключаться к сотовой сети или спутнику.

По утверждению разработчиков, масса такого терминала будет значительно меньше терминалов Starlink или OneWeb, а стоимость его будет куда дешевле. А орбитальная группировка спутников не будет состоять из тысяч аппаратов.

Сейчас «Старлинк» более чем востребован, и чтобы достойно конкурировать, инженерам «Сферы» нужно придумать что-то эдакое, чтобы сделать свои терминалы лучше, чем у Маска.

Например, доступный сейчас в продаже кейс экстренной связи через спутники «Гонец-М» больше и дороже — цена была в 190 тыс. рублей пару лет назад, теперь на сайте такой информации нет, — чем решения от Starlink (сейчас Маск просит 450 евро за своё железо).

Прохоров же в 2022 году заявлял, что терминал для подключения к российскому спутниковому интернету «Марафон» (от «Сферы») будет стоить около 1.5 тыс. рублей.

Стоимость персонального устройства составит около 1,5 тыс. рублей. В него интегрированы модем и антенна, позволяющие обеспечивать канал связи со спутником Сергей Прохоров директор Департамента перспективных программ и проекта «Сфера» Госкорпорации «Роскосмос»

Получить связь от спутника можно будет при помощи обычного смартфона, если он будет использоваться в паре с сопряженными спутниковыми приёмо-передающими устройствами.

Помимо этого, хотят разработать новые устройства, которые смогут работать на общественном и личном транспорте, подключившись к сети сотового оператора или по Wi-Fi.

Кроме того, планируется сделать эдакие пейджеры, которые позволят передавать короткие сообщения через спутниковую группировку «Марафон».

Среди широкого функционала «Сферы» нам в том числе интересна интеграция в систему передачи данных интернета вещей «Марафон». У МТС накоплена богатая экспертиза в разработке и предоставлении сервисов IoT, и нам есть чем поделиться Илья Тимошков эксперт по спутниковым системам связи ПАО «МТС»

Сколько всё это стоит?

Ещё в 2020 году согласно сообщению РИА «Новости», Роскосмос хотел получить 1,5 триллиона рублей от правительства для создания «Сферы».

Эта сумма превышает вообще весь бюджет федеральной космической программы России на десятилетний период (2016-2025 годы), который составляет 1 трлн 406 млрд рублей.

Также она больше, чем оценка инвестиций, необходимых для реализации проекта Starlink (оценённого в $10 млрд).

Также предусмотрено внебюджетное финансирование в размере 85 млрд рублей для поддержания геостационарной системы спутниковой связи «Ямал» и создания системы мониторинга «Смотр».

Впрочем, именно стоимость проекта и его доступность для обычных пользователей определит, станет ли «Сфера» узнаваемым брендом или останется «игрушкой для военных» за сотни миллиардов.

А так как сейчас вырос интерес к «беспилотникам», а ещё надо бы обеспечить надёжную связь в северных районах (особенно в Арктике), проект не потеряет свою актуальность.

Сможет ли он соперничать по цене в сравнении с привычным оптоволокном?

Те, кто занимается «земными» коммуникациями, утверждают, что спутники никогда не заменят оптоволокно. Специалисты, работающие над спутниками, наоборот, считают, что развитие качественной спутниковой группировки является ключом залогом успешного будущего России.

Однако, кто же всё-таки прав и перетянет на себя одеяло — покажет время.