Межпланетный интернет: Нижегородские ученые рассказали, как работает связь в космосе

Благодаря современным технологиям можно управлять Международной космической станцией, отправлять роверы на Марс и получать научные данные практически в реальном времени.

Однако как сейчас осуществляется связь с космосом и какие новшества позволят дальше исследовать Вселенную? Об этом узнал контент-партнер "РГ" "Pravda-nn.ru" в разговоре с нижегородскими учеными.

Как работает интернет на МКС

Орбитальная связь существовала еще до МКС: на станции "Мир" работала система "Спутник", с ее помощью космонавты общались с семьями через радиоканалы. В то время это была передовая технология.

Этот опыт использовали при создании МКС в 1994 году. Первый экипаж станции смог настроить оборудование и установить связь с Центрами управления полетами в Королеве и Хьюстоне в ноябре 2000 года. Потом в течение многих лет основой связи в российском сегменте была система "Регул-ОС", которую доставили на орбиту в составе модуля "Заря" в 1998 году.

В начале 2010-х годов на МКС начали устанавливать системы для передачи большого объема информации и выхода в интернет, который работал не хуже домашнего. Тогда экипажи смогли пользоваться электронной почтой, созваниваться по видео-конференц-связи. Даже можно было вести прямые эфиры прямо с орбиты Земли, подключаясь к компьютеру в Хьюстоне как к удаленному рабочему столу. Так было сделано в целях безопасности: если космонавт откроет вредоносную ссылку или файл, то злоумышленники смогут добраться только до компьютера на Земле.

Однако в российском сегменте станции интернет появился позже. Это случилось в 2020 году, а до этого наши космонавты опирались на американские каналы или выходили на связь, только находясь над российской территорией.

В начале 2025 года в российском сегменте МКС заработала новая Единая командно-телеметрическая система (ЕКТС), рассказал старший научный сотрудник отдела радиоприемной аппаратуры и миллиметровой радиоастрономии ИПФ РАН Илья Леснов. ЕКТС работает через спутники-ретрансляторы, что позволяет передавать больше данных и поддерживать связь дольше и чаще. Благодаря системе "Луч" связь не прерывается, даже если станция не находится в зоне прямой видимости с территории России.

Также в российском сегменте есть спутниковый интернет. С такой связью можно проводить прямые эфиры, однако случаются перебои. Например, когда пролетают над Сибирью, где не везде есть приемные станции или некому принять сигнал. Из-за этого на МКС чаще всего заранее записывают видеопоздравления и отправляют на Землю файлом, отметил лектор Нижегородского планетария им. Г. М. Гречко Андрей Антонов.

Можно ли позвонить на МКС

Орбитальная станция использует специальные спутники - высоко летящие космические аппараты, которые обеспечивают передачу сигналов между Землей и МКС.

Для выхода на связь астронавт на станции говорит в специальный микрофон или телефон, потом его голос посылается на антенну, установленную на МКС, которая отправляет сигнал на спутник, а он, как почтальон, передает его на земные антенны. Они, в свою очередь, ловят сигнал или пересылают его в телефонную сеть, что позволяет близким услышать голос космонавта.

Астронавтам обычно звонят из Центра управления полетами в Хьюстоне или других космических центров. Для этого используют мощные спутники или большие наземные антенны. Космонавты принимают звонок через специальное оборудование.

Обычно астронавты звонят своим семьям, друзьям, журналистам или школьникам во время онлайн-уроков. Однако любой звонок может быть выполнен лишь с разрешения Центра управления полетами и в зоне, где есть устойчивая связь. Кроме того, космонавты могут разговаривать только во время окон в рабочем графике, на это обращает внимание ветеран космодрома Байконур, полковник запаса Валерий Хачатурян.

Космическая экспансия

В ближайшие годы планируется построить научную станцию на Луне и высадить первых людей на Марсе, который сейчас активно исследуется марсоходами.

Расстояние от Земли до Марса варьируется от 54,6 до 401 миллиона километров, потому что планеты то сближаются, то отдаляются друг от друга. Из-за этого время передачи сигнала от марсохода составляет от 3 до 22 минут.

Связь с роверами поддерживается благодаря расположенным на орбите вокруг Марса специальным спутникам-ретрансляторам, которые являются "мостами" между планетами. Они принимают сигналы от роверов и передают их на Землю. Такую систему пришлось внедрить, потому что отдаленность Марса не дает осуществлять прямую радиосвязь.

Какие технологии разрабатываются сейчас

Сегодня ученые работают над тем, чтобы связь была более устойчивой. К примеру, в питерском "НИИ телевидения" придумали систему "Орион‑Ц". Она обеспечивает стабильную двустороннюю связь и позволяет передавать звук и качественное видео даже в непогоду.

Параллельно придумывают, как сделать межпланетный интернет. В будущем он поможет легко общаться на огромных расстояниях в космосе.

Однако проблема в том, что в космосе задержки сигнала могут длиться минуты или даже часы. Это неудобно, поэтому уже пробуют лазерную связь, которая может передавать данные в десятки раз быстрее обычной радиосвязи.

Илья Леснов рассказал, что NASA испытало на МКС лазерную систему ILLUMA‑T. Ее использовали для связи с кораблем лунной миссии "Артемида‑2". Россия тоже планирует подобные разработки. Но у лазерной связи есть серьезный недостаток: она сильно зависит от погоды, то есть облака, туман или дождь могут полностью оборвать сигнал.

Поэтому ищут и другие способы. Один из них - связь в субтерагерцовом диапазоне, то есть на частотах между микроволнами и инфракрасным излучением. Она почти такая же быстрая, как лазер, но меньше зависит от погодных условий.

В Институте прикладной физики РАН уже делают оборудование и разрабатывают методы для такой связи. Специалисты создали и запатентовали фазовый модулятор, который помогает точно управлять сигналом, даже если используются мощные источники излучения.

Кроме того, нижегородские физики нашли самые удачные места для размещения станций передачи данных в России и за рубежом. Для этого они исследовали поглощение атмосферного излучения в выбранных областях, влияние атмосферных условий на канал связи и среднегодовой объем передачи информации.